7xxx系铝合金大规格铸锭显微缺陷的检测与分析
2019-06-13张文静郭世杰蒋会学任伟才
张文静,郭世杰,蒋会学,任伟才
(1.中铝材料应用研究院有限公司 苏州分公司,江苏 苏州 215026;2.中铝材料应用研究院有限公司,北京 102209;3.东北轻合金有限责任公司,黑龙江 哈尔滨 150060)
7xxx系高强、高韧、超大规格铝合金厚板是航空航天的主要结构材料,特别是在我国已启动的航空专项工程中,7xxx系合金大规格厚板的使用占铝合金总量的60%以上,市场需求量较大。铸锭质量的高低与铝材的最终质量密切相关,因此,在高强高韧7xxx系合金厚板生产过程中,系统、科学合理的对铸锭冶金质量进行评价至关重要[1,2]。
1 实验材料与方法
7xxx系铝合金熔铸过程中,经过精炼、扒渣、除气和过滤,采用半连续铸造方法制备出实验用大规格铸锭,铸锭规格520mm×1620mm;元素含量(质量分数,%)为,Zn 6.49,Mg 2.542,Cu 2.132,Zr 0.1031,Si 0.006,Fe 0.016,Mn 0.003,Ti 0.052。 采用ABB公司生产的Prefil-Footprinter(压力熔体过滤洁净度测定仪),利用PoDFA法开展7xxx系合金熔铸过程测渣试验,对除气前、过滤前、过滤后3个位置分别进行测渣取样,利用网格法对测渣样品进行定量分析,同时采用金相显微镜OLYMPUS GX51对7xxx系铸锭典型夹杂物进行了金相组织观察,通过夹杂物数据库和扫描电镜JOEL-6480能谱分析确定夹杂物种类。 采用YXLON微焦点X射线计算断层扫描系统,利用三维成像法,通过扫描照片重构后显示出样品中疏松的三维形貌,同时计算出样品孔隙率,测量得到疏松的最大尺寸,并进行疏松定量分析。
2 夹杂物缺陷的组织及定量分析
2.1 7xxx系熔铸过程中夹杂物的种类及含量测定
利用PoDFA法测渣仪开展了500mm×1320mm规格的7xxx系合金熔铸过程中的测渣试验,分别选取铸锭熔铸过程中除气前、过滤前、过滤后3个位置进行取样并利用网格法对测渣样品进行定量分析,同时通过夹杂物数据库和能谱分析确定了夹杂物种类,见表1和图1。……
