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锌及锌合金的塑性变形 |
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发布时间: 2022-06-08 15:58:49 被阅览数: 720 次 来源:
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锌的变形行为与它的密排六方晶体结构密切相关。 纯锌在室温下就能发生再结晶,即它的再结晶温度在室温或室温以下,因此,在室温下锌难以产生“加工硬化”。添加少量铜或镉形成的固溶体能提高再结晶温度。就是如此,也不能采用常规的冷轧一退火工艺。由此可见,不大可能通过冷轧方法生产轧制硬状态锌。通常的做法是控制最后一道次的压下量及变形温度;大多数情况下必须同时考虑成分、每道次加工率及加工温度。在特定温度下,锌中发生的各种变形方式由应变速率和晶粒大小决定的。降低应变速率和提高变形温度对锌变形有利。多晶体锌的变形比单晶体锌的变形要复杂得多,因为除相邻晶粒的约束以及发生在晶界处的变形外,还有温度变化的影响。 铸造的锌块或锌棒(均称锌锭),基本上是由粗的柱状晶粒组成的,其取向使得基面平行于柱状晶轴,而与锌锭表面垂直。在这样的取向下,柱体高度通过压缩而压短必定是由基面弯曲开始的,而不是简单的滑移。这可以解释轧制锌时开始需要较大的轧制力的原因。 基面垂直于轧制方向排列的那些晶粒,因轧制时施加应力的速度较快,在轧制期间易受到解理应力的作用。因此轧制在高温下进行才有利于滑移变形,否则在铸锭表面上的将产生解理裂纹。 轧制期间,厚度减小和长度增加伴随着有些晶粒在轧制方向的滑移转动,当基面接近与轧制面平面时,垂直于基面的轧制力分量增大,直达到双晶(孪生)代替滑移的取向,双晶使晶粒局部点阵重新取向,从而又可以使滑移继续进行下去。热轧时一般看不到双晶,可能是双晶出现后立即通过再结晶形成了新的晶粒。 锌锭热轧温度在150~200℃较好。温度过高或过低会产生热轧裂纹。若锌的纯度高,热轧温度可适当降低。在热轧或温轧时,由于变形热效应作用,温度不但不降低反而会升高。因此,铸锭在热轧时常用分批循环轧制方法,即每个道次只轧数块,使其在各道次之间有个降温的机会。铸锭温度太高(这是不好的)应停止轧制,使其降温。工厂常利用铸锭余热(如水冷模铸造)直接热轧,热轧后在70~100℃时中轧,在50~70℃时精轧。热轧时轧辊温度应保持在80~120℃,中轧时轧辊温度应为60~80℃,精轧时轧辊温度应在45~60℃。润滑剂一般采用石蜡,也有用混合润滑油(如95%石蜡+5%硬脂;60%糠油+40%煤油等)。 近年来,连铸连轧和连续铸轧方法在锌合金加工领域获得了很大的发展。纯锌在挤压过程中于0.6T(T.为熔点)以上发生动态再结晶,而蠕变时的动态再结晶温度在(0.7~0.8)T.。扭转时,在(0.6~0.9)T.之间有显著的动态再结晶。Zn-0.19Cu-0.5Cd-0.01Mg锌合金在挤压时,在0.7T.以上发生动态再结晶,说明合金元素对再结晶温度有影响。近年来,高铝锌合金也采用挤压方法生产管、棒、型材。细晶锌合金有超塑性特性,一般认为边界扩散和滑移是这种特性的控制因素。 锌中常见杂质有铅、铁、锡、镉等,有些杂质无害处,在某一方面可能还有好处,如铅对印刷用板就有好的影响,这是特例。在大多数情况下杂质如铁、锡、铋、锑、砷等,对锌的冷、热变形都不利,应极力避免。 各种纯度锌板的抗拉强度、伸长率与退火温度的关系见图3-27。各种纯度锌板的时效和硬化的关系见图3-28。各种杂质对锌的硬度影响见图3-29,可供锌及锌合金压力加工时参考
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