AA1235铸轧板的第二相与高温中间退火时的相转变研究

　　铝箔毛料板坯的生产方法有半连续铸锭热轧法(DirectChill)和连续铸轧法(ContinuousCast)[1-2]。双辊连续铸轧生产铝箔毛料是典型的短流程生产工艺，具有投资小、能耗低(能耗为传统热轧法的40%)、耗材低等一系列优点，而且铸轧毛料箔轧得到的铝箔质量与热轧毛料相差无几[3-4]。在我国，铝合金的连续铸轧板产量已经超过热轧板[5]。1XXX 是制造铝箔重要的合金体系，Fe和Si是其主要杂质元素[6-7]。铸轧生产时，轧辊同时起轧压和冷凝作用[8]，冷却速率非常高(102～103K/s)[7，9]，凝固过程处于非平衡状态，铸锭中可能会产生三种稳定相，θ相(AlFe3)、αc相(Fe2SiAl8)和βb相(FeSiAl5)，此外还可能存在数十种亚稳相(FeAl6、FeAlm、βp-FeSiAl等)[10]。Fe和Si在箔材中的固溶程度，以及第二相的类型、大小、形状、分布、数量等会对箔材的加工性能和力学性能产生重要的影响[6]。

　　在铝箔毛料的生产流程中往往需要对铝板带进行高温中间退火以改善其均匀性，提高材料塑性，退火过程中会发生过饱和固溶体分解，Fe和Si从铝基体中析出， 以及亚稳相向稳定相转变等行为[11-12]。

　　而铸态和均匀化后存在的第二相已接近平衡状态，在热轧或冷轧过程中难以发生类型、形态和数量的变化，将一直保存到最终的箔材产品中[13]。铝箔轧制得越薄，毛料组织对产品质量的影响会越显著，因此研究铸轧铝箔毛料中组织成分和高温退火对第二相的影响非常重要。本文研究了AA1235铸轧板中Fe和Si的存在形式，冷轧变形与高温退火对第二相转变析出及其分布的影响，为铝箔毛料生产提供了理论依据和技术参考。

　　1 实验材料与方法

　　实验材料为倾斜式连续铸轧生产的AA1235宽幅铸轧板，规格为1900mm(宽度)×6.5mm(厚度)，化学成分如表1所示。

　　沿轧向取样后，不经轧制，或冷轧至不同厚度(4mm、2mm)进行高温中间退火，根据实际生产工艺制定退火制度(550℃×8h，空冷)，对铸轧态、高温退火态进行组织观察和分析，实验流程如图1所示。

　　为了获取全面的观察，主要对板带的纵向组织(TD截面)进行观察。采用扫描电镜(SEMFEIQuanta-200)及其附带的能谱仪(EDSGENESIS60S)对试样第二相的形貌、成分、分布进行观察与分析;利用X射线衍射仪(D/Max2550型，Cu-Kα射线)结合无机晶体结构数据库(ICSD2008)分析物相，由于杂质相含量非常低，X射线衍射扫描时采取极低的步进速度(0.3°/min)。

　　2 结果讨论与分析

　　2.1 X射线衍射分析结果

　　由于第二相含量极低，使用常规MDIJade很难对XRD图谱进行物相分析，除了采取极低的步进速度对铸轧板进行扫描，物相分析的主要方法是通过ICSD2008寻找可能存在的相，利用CrystalMaker建立该相的晶体模型，得到X射线衍射图谱，对比峰值所在角度进行物相分析与判定，其结果如图2所示。可知，铸轧板中存在较多α-FeSiAl，并且发现极其微弱的β相峰，其中在2θ=35.54°处，亚稳相FeAlm/6/x与FeAl3的峰相互重叠，SEM发现Al-Fe二元相均为共晶相形貌，见图3(d)中③，不是FeAl3的典型针状或者杆状形貌，故可以确定该角度的对应于亚稳相FeAlm/6/x，另外其他一些未知的矮小弱峰，根据文献[10，14]可以推测其为FeAlm/6/x等复杂亚稳相所对应的峰。