鋁合金在高溫下塑性高、抗力小、原子擴(kuò)散過程加劇，熱變形過程中伴隨著回復(fù)再結(jié)晶，有利于改善合金組織。

熱變形主要對(duì)材料有如下影響：熱變形過程中，金屬內(nèi)部的晶粒、雜質(zhì)和第二相及各種缺陷將沿大延伸主變形方向被拉長(zhǎng)，組織拉長(zhǎng)方向的強(qiáng)度一般高于其它方向的強(qiáng)度，材料表現(xiàn)出不同程度的各向異性。

此外，熱變形時(shí)也可能同時(shí)產(chǎn)生變形織構(gòu)及再結(jié)晶結(jié)構(gòu)，它們也會(huì)使材料出現(xiàn)方向性及不均勻性。

熱變形過程中硬化和軟化過程是同時(shí)發(fā)生的。變形破碎了粗大的柱狀晶粒，使材料的組織成為較為細(xì)小的變形晶粒，加工硬化與動(dòng)態(tài)回復(fù)再結(jié)晶機(jī)制同時(shí)起作用。

由于原子在高溫作用下熱運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，在應(yīng)力作用下，由于原子發(fā)生自由擴(kuò)散和互擴(kuò)散，使鑄錠化學(xué)成分的不均勻性相對(duì)減少，還能使某些微小的裂紋得以愈合。

鋁合金在高溫變形時(shí)，加工硬化特征與變形溫度及變形速度有關(guān)，加工溫度越高，變形速度越慢，則加工硬化值越小。

鋁及鋁合金具有較高的堆垛層錯(cuò)能，擴(kuò)展位錯(cuò)較窄，極易發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)形成亞晶組織，變形溫度高且變形速度快時(shí)，所形成的亞晶粒尺寸較小。

若變形后快冷，再結(jié)晶過程可能被抑制，高溫變形時(shí)形成的亞晶會(huì)保留下來，合金的強(qiáng)度與亞晶粒尺寸有關(guān)，這種強(qiáng)化稱為亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化或亞晶強(qiáng)化。鍛造鋁合金熱處理加工

可能的動(dòng)態(tài)回復(fù)機(jī)制主要有：1）刃型位錯(cuò)攀移；2）螺型位錯(cuò)的交滑移；3）釘扎位錯(cuò)脫釘及三維位錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)的脫纏；4）滑動(dòng)螺型位錯(cuò)上刃型割階的非守恒運(yùn)動(dòng)。

宏觀上，動(dòng)態(tài)回復(fù)材料的應(yīng)力一應(yīng)變曲線表現(xiàn)為流變應(yīng)力達(dá)到一穩(wěn)態(tài)值。亞結(jié)構(gòu)主要產(chǎn)生于鋁合金熱變形過程中的動(dòng)態(tài)回復(fù)階段，隨著變形程度的增大，晶粒被拉長(zhǎng)，但亞結(jié)構(gòu)仍為等軸的亞晶粒。

鋁合金熱加工過程是一個(gè)極其復(fù)雜的高溫、動(dòng)態(tài)、瞬時(shí)過程，在高溫變形中會(huì)經(jīng)歷加工硬化、動(dòng)態(tài)回復(fù)或動(dòng)態(tài)再結(jié)晶等過程，各種變形機(jī)制共同作用決定著鋁合金的高溫變形特點(diǎn)，實(shí)際生產(chǎn)中工藝參數(shù)的優(yōu)化非常復(fù)雜。

鋁合金熱變形工藝——鋁合金板帶材熱軋。一般工業(yè)用高強(qiáng)鋁合金軋制板、帶材（厚度為600mm的板材）,不適用于深沖等極端冷成形方式，因?yàn)樽陨淼难诱剐缘南拗?，故熱軋是一種相對(duì)優(yōu)良的工藝方法。

鋁合金板帶材熱軋是指在所軋制合金的再結(jié)晶溫度以上的軋制。

熱軋充分利用合金的高溫塑性，在一定高的溫度范圍內(nèi)，將軋件軋到所需厚度，并獲得適當(dāng)?shù)牧W(xué)性能。

在熱軋過程中，硬化和軟化現(xiàn)象同時(shí)存在，由于變形速度的影響，當(dāng)回復(fù)和再結(jié)晶軟化過程來不及進(jìn)行時(shí)，隨著變形程度的增加合金發(fā)生加工硬化。

通常在熱軋時(shí)軟化過程起主導(dǎo)的作用，當(dāng)軋制溫度降低時(shí)，金屬加工硬化才逐漸增大。

熱軋變形能夠顯著降低生產(chǎn)中的能量消耗；改善合金的加工性能，并且提高了生產(chǎn)效率。

其缺點(diǎn)也比較明顯：1）熱軋的產(chǎn)品尺寸難以控制，精度較差；2）熱軋的產(chǎn)品性能波動(dòng)較大；3）鋁合金熱軋板帶材產(chǎn)品表面質(zhì)量較差，因?yàn)橐桩a(chǎn)生金屬氧化、粘鋁等問題。

熱軋前的對(duì)于鑄錠的準(zhǔn)備也非常重要，大概包括以下幾點(diǎn)：

均勻化處理：由于半連續(xù)鑄造的冷卻速度高，固相中的擴(kuò)散過程發(fā)生困難，易引起不均勻結(jié)晶。其結(jié)果會(huì)形成鑄錠中成分和組織的不均勻，即晶內(nèi)偏析，使鑄錠塑性大大降低，因此在軋制前必須對(duì)鑄錠進(jìn)行均勻化處理；

鑄錠銑面：目的是為了除去鋁合金鑄錠表面的析出瘤、夾渣、結(jié)疤和表面裂紋等缺陷，減少板片的金屬及非金屬壓入缺陷，提高板材表面品質(zhì)，增強(qiáng)包鋁板的焊合性及抗蝕性能。實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)用粗砂紙對(duì)樣品進(jìn)行打磨，去除氧化物之后再進(jìn)行軋制；

蝕洗：工業(yè)生產(chǎn)中用此化學(xué)方法除去鑄錠上的臟物及油污。除高鎂、高鋅的鋁合金鑄錠外其他鑄錠均需蝕洗；

鑄錠加熱：由于鋁合金高溫下較低的變形抗力和良好的塑性，因此在軋制前對(duì)鑄錠加熱可以消除一部分鑄錠產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，使合金具有良好的加工性能。

以上的處理就是大可能消除加工中應(yīng)力效果，保持位錯(cuò)的順利移動(dòng)，宏觀上就是金屬的流動(dòng)性得到保證，提高產(chǎn)品的可加工性。

而對(duì)于熱軋工藝最重要的還是工藝制度的設(shè)計(jì)，我們將在后面說明各工藝參數(shù)的影響和一些相對(duì)成熟的設(shè)計(jì)安排。

對(duì)于5000系合金，一種低Mg（Mg含量在2.2%～2.8%之間）、熱處理不可強(qiáng)化型合金，具有中等強(qiáng)度、良好的焊接性和耐蝕性等特點(diǎn)。

除了基于微合金化機(jī)理以及組織均勻性機(jī)理上，進(jìn)行的優(yōu)化合金成分以外，對(duì)該系鋁合金加工工藝、變形機(jī)理、熱處理、塑性等方面的探索與優(yōu)化才是最主要最重要的進(jìn)步方向。

例如熱軋技術(shù)在5000系合金上的優(yōu)化，5052鋁合金是5000系合金中的應(yīng)用較廣泛的合金之一，經(jīng)過450℃預(yù)熱，四道次均勻下壓軋制，外加軋制每道次間隙對(duì)坯料保溫處理，保持熱軋溫度均勻性，成品力學(xué)性能較傳統(tǒng)軋制技術(shù)，力學(xué)性能提高20%。

那么熱軋時(shí)應(yīng)注意制定哪些工藝參數(shù)呢？熱軋工藝參數(shù)主要包括開軋溫度、終軋溫度、軋制速度、總加工率、道次加工率等。

軋制溫度：熱軋終軋溫度應(yīng)保證產(chǎn)品所要求的性能和晶粒度，溫度過高會(huì)導(dǎo)致晶粒過于粗大，無法滿足性能要求，溫度過低則會(huì)引起加工硬化，使能耗增加，導(dǎo)致晶粒尺寸不均勻，合金性能惡化；

熱軋速度：軋制速度是影響金屬塑性的一個(gè)重要因素，因此軋制速度的確定不僅需要考慮生產(chǎn)效率，還應(yīng)考慮到對(duì)合金塑性的改善；

總加工率的確定：大多數(shù)鋁及鋁合金的熱軋總加工率可達(dá)90%以上。其確定原則是：高溫塑性范圍較寬、熱脆性小的鋁材總加工率大；供冷軋用的坯料，確定熱軋總加工率時(shí)應(yīng)為冷軋留有足夠的冷變形量，以便通過冷軋控制產(chǎn)品性能及表面品質(zhì)；對(duì)熱軋產(chǎn)品，應(yīng)使鑄造組織轉(zhuǎn)變?yōu)榧庸そM織；在軋機(jī)能力大及設(shè)備條件允許時(shí)，若鑄錠質(zhì)量好、加熱均勻，可相應(yīng)增加熱軋的總加工率；

道次加工率的確定：開始軋制階段，道次加工率比較小；中間軋制階段，隨著加工性能的改善，應(yīng)盡量增大道次加工率；在軋制終了階段，一般道次加工率減小，熱軋最后兩道次溫度較低，變形抗力較大，其壓下量應(yīng)控制在能保證良好的板型條件和厚度偏差的范圍內(nèi)。道次加工率由道次壓下量決定，壓下量是軋制過程的一個(gè)重要指標(biāo)，它同軋制溫度和軋制速度共同決定產(chǎn)品的質(zhì)量和軋機(jī)的生產(chǎn)率。大多數(shù)鋁合金的鑄造組織，尤其是變形組織都能允許施加大的壓下量。壓下量增大可以改善合金變形的不均勻性，使熱軋板帶組織均勻性能穩(wěn)定，鑄錠開裂的可能性大大減少，大大提高生產(chǎn)效率。軋制厚板時(shí)，為獲得良好的質(zhì)量，在每個(gè)軋制道次中都必須使高度方向變形能滲透到軋件的整個(gè)厚度。鋁合金鍛造熱處理

工藝的提高優(yōu)化來源生產(chǎn)，也會(huì)回歸生產(chǎn)，技術(shù)的積累還需要?dú)q月的沉淀。我們說了熱軋的工藝參數(shù)，你悟到了嗎？