王祝堂 戴聖龍
中南大學出版社
內容簡介
本書從鋁及鋁合金厚板（厚度＞6 mm的平軋產品）生產的基礎理論知識出發， 全面系統地闡述了鋁及鋁合金厚板生產各工序的基本原理和工藝特點， 詳細論述了世界鋁厚板產業所取得的技術成果和產業化應用現狀， 全面介紹了當今國內外鋁及鋁合金厚板生產工藝流程及所採用的先進技術與裝備， 對全球的典型的鋁及鋁合金厚板企業的生產、 經營狀況作了細緻的介紹， 扼要簡明地指出了中國鋁厚板工業與世界先進水平的差距。
全書共分7章： 鋁合金扁錠鑄造與熱軋前的準備， 鋁板帶軋制原理基礎， 鋁合金厚板軋制工藝， 鋁合金厚板熱處理， 鋁合金厚板精整與預拉伸， 厚板生產工藝、 實測性能及缺陷分析， 世界典型鋁合金厚板生產企業概要。
本書的實用性很強， 特別適合於生產單位、 用戶的工程技術人員、 管理人員與科研人員、 生產工人閱讀， 也可供大專院校、 職業學校師生與機關工作人員之用。
目 錄
第1章 鋁合金扁錠鑄造與熱軋前的準備（1）
1.1 厚板生產工藝流程（2）
1.1.1 扁錠鑄造（2）
1.1.2 扁錠的均勻化退火（21）
1.1.3 錠坯鋸切與表面處理（32）
1.1.4 錠坯加熱（39）
1.1.5 品質檢驗（45）
第2章 鋁板、帶軋制原理基礎（47）
2.1 金屬的塑性（47）
2.1.1 塑性指標（47）
2.1.2 塑性狀態圖（48）
2.1.3 單晶體金屬的塑性變形（49）
2.1.4 多晶體金屬的塑性形變（53）
2.1.5 合金的塑性變形（56）
2.1.6 影響金屬塑性的因素（58）
2.2 軋制理論基礎（66）
2.2.1 軋制變形區主要參數（66）
2.2.2 軋制過程建立條件（71）
2.2.3 軋制時金屬變形的規律（74）
2.2.4 單位壓力在接觸弧上的分布（78）
2.2.5 軋制壓力的計算（81）
2.2.6 軋制力矩及靜負荷圖（91）
2.2.7 板、 帶材軋制中的厚度控制（97）
2.2.8 前滑及寬展（102）
2.2.9 板形及其控制（114）
第3章 鋁合金厚板軋制工藝（141）
3.1 鋁熱軋技術的發展（141）
3.1.1 單機架熱軋（141）
3.1.2 （1+1）式雙機架熱軋（142）
3.1.3 多機架熱連軋（144）
3.2 熱軋機的配置（145）
3.2.1 鑄錠熱軋（145）
3.2.2 熱軋線的配置（149）
3.2.3 哈茲雷特連鑄連軋（153）
3.2.4 熱軋機列（153）
3.3 鋁合金軋制時組織與性能（160）
3.3.1 熱軋時組織與性能變化（160）
3.3.2 熱軋厚板組織（162）
3.4 熱軋工藝（164）
3.4.1 錠坯選擇（164）
3.4.2 熱軋工藝參數（168）
3.4.3 熱軋規程的制定及軋制生產（172）
第4章 鋁合金厚板的熱處理（212）
4.1 概述（212）
4.1.1 熱處理的分類（212）
4.1.2 熱處理的加熱、 保溫和冷卻（212）
4.2 回復及再結晶退火（213）
4.2.1 冷變形對金屬組織及性能影響（213）
4.2.2 回復及再結晶（217）
4.3 淬火及時效（229）
4.3.1 淬火（固溶處理）（229）
4.3.2 時效（237）
4.3.3 回歸（252）
4.4 形變熱處理（254）
4.4.1 低溫形變熱處理（255）
4.4.2 高溫形變熱處理（256）
4.4.3 預形變熱處理（257）
4.5 熱處理工藝基礎及設備（258）
4.5.1 加熱方法（258）
4.5.2 加熱氣氛（259）
4.5.3 冷卻介質（260）
4.6 熱處理規範（261）
4.6.1 退火規範及工藝控制（261）
4.6.2 固溶處理規範及工藝控制（262）
4.6.3 時效處理規範及工藝控制（264）
4.7 熱處理爐（266）
4.7.1 鑄錠均勻化退火爐（266）
4.7.2 退火爐（267）
4.7.3 固溶處理爐（淬火爐）（267）
第5章 鋁合金厚板精整與預拉伸（273）
5.1 鋸切（273）
5.1.1 圓盤鋸的技術參數及鋸切工藝（273）
5.1.2 鋸切操作（274）
5.1.3 帶鋸鋸切（275）
5.2 剪切（275）
5.2.1 剪切機基本類型和特點（275）
5.2.2 剪切機結構（276）
5.2.3 剪切斷面各部分的名稱（278）
5.2.4 剪刃調整和毛刺消除（279）
5.2.5 剪切工藝（280）
5.3 矯直（281）
5.3.1 輥式矯直（281）
5.3.2 滾平壓光（286）
5.3.3 鉗式拉伸矯直（287）
5.4 殘餘應力及其控制（289）
5.4.1 殘餘應力種類（289）
5.4.2 殘餘應力的產生（291）
5.4.3 殘餘應力的影響（292）
5.4.4 殘餘應力的測定（292）
5.4.5 殘餘應力的減輕與消除（293）
5.4.6 均勻及非均勻拉伸變形（301）
5.4.7 坯料尺寸（303）
5.4.8 品質控制（303）
5.5 酸洗（305）
5.6 成品檢驗（305）
5.6.1 尺寸和表面檢查（305）
5.6.2 組織及性能檢查（306）
5.7 塗油、包裝、標誌、運輸與儲存（306）
5.7.1 塗油（306）
5.7.2 厚板包裝（307）
5.7.3 包裝標誌（313）
5.7.4 運輸（314）
5.7.5 儲存（315）
第6章 厚板生產工藝、實測性能及缺陷分析（316）
6.1 厚板鋁合金的化學成分及熱處理規範（317）
6.2 熱軋及生產工藝（317）
6.2.1 熱軋溫度（317）
6.2.2 熱軋速度（320）
6.2.3 軋制率（320）
6.2.4 軋制率系統（320）
6.3 鋁合金厚板實測力學性能（340）
6.4 厚板生產中的缺陷， 產生原因及預防措施（349）
6.4.1 尺寸精度和形狀缺陷（349）
6.4.2 表面缺陷（351）
6.4.3 組織與性能缺陷（357）
第7章 世界典型鋁合金厚板生產工業概要（358）7.1 國外的厚板生產工業（360）
7.1.1 美國達文波特軋制廠厚板生產概要（361）
7.1.2 肯聯鋁業公司雷文斯伍德軋制廠厚板生產概要（366）
7.1.3 凱撒鋁業公司特倫特伍德軋制廠厚板生產概要（368）
7.1.4 德國科布倫茨軋制廠航空航天鋁合金厚板生產工藝與設備（371）
7.1.5 肯聯鋁業公司伊蘇瓦爾軋制廠厚板生產概要（377）
7.1.6 奧地利金屬公司軋制公司厚板生產概要（383） 7.1.7 南非休內特鋁板帶公司厚板生產概要（385）
7.1.8 英國基茨格林鋁業公司厚板生產概要（389）
7.1.9 義大利富西納軋制廠厚板生產概要（392）
7.1.10 俄羅斯美鋁貝拉亞卡利特瓦鋁業有限公司厚板生產概要（393）
7.1.11 俄羅斯卡緬斯克-烏拉爾斯基鋁加工廠厚板生產概要（394）
7.1.12 羅馬尼亞阿盧羅鋁業公司厚板生產概要（396）
7.1.13 日本古河-斯凱鋁業公司福井軋制廠厚板生產概要（396）
7.1.14 日本神戶鋼鐵公司真岡軋制廠厚板生產概要（398）
7.2 中國的鋁厚板生產工業（400）
7.2.1 鋁厚板工業發展歷程（401）
7.2.2 鋁厚板的生產能力（403）
7.2.3 鑄造鋁厚板（403）
參考文獻（405）
前言
鋁厚板是指厚度大於6 mm的板材（GB/T 8005.1—2008）， 歐洲、 日本及俄羅斯的標準也是這樣界定的， 只有美國將厚板定義為"厚度大於0.25英寸（6.35 mm）的板材"。
鋁合金厚板按生產工藝分為軋制和鑄造兩種， 熱軋厚板的厚度大都在200 mm以下， 因為即使用當今開口度最大（800 mm）的熱軋機（2012年全世界僅3台）也只能生產厚度更大些的板， 但不能大於250 mm， 否則變形率不夠， 不能消除鑄造組織。鑄造板的厚度可達1 200 mm， 一般用於加工汽車原型模具及其他產業用的工模具與結構件， 約占鑄造厚板總消費量的10%， 鑄造鋁合金厚板幾乎不用於製造航空太空飛行器零部件。
我國鋁合金厚板工業的特點如下： 到2016年， 中國航空級鋁合金厚板生產能力可超過600 kt/a， 生產能力強大， 這是當前中國鋁厚板產業的第一個特點。第二個特點是裝機水平之高乃世界之最， 到2016年中國可有當今裝機水平之巔的熱軋機18台（不含軟合金熱軋線的粗軋機）， 除了熱軋機之外， 還必須有配套齊全的下游精整裝備， 如精密鋸床、 固溶處理線、 時效爐、 預拉伸機、 輥矯機、 超聲探傷線等。第三個特點是， 中國擁有全世界獨一無二的大型現代化高技術厚板專業熱軋機。第四個特點是， 中國的鋁合金厚板生產企業都擁有完善的國際領先水平的下游精整設備。至2016年可有從艾伯納公司與奧托容克公司引進的輥底式固溶淬火處理生產線19條， 可處理長6～40 m、 寬1 500～4 000 mm、 厚≤230 mm的厚板； 可有從德國梅爾公司及國產的拉伸力≤120 MN的預拉伸機近15台， 當前世界上最大的拉伸機為136 MN的。第五個特點是， 創新及研發力量與美國、 德國、 法國等的相比還滯後得多， 在通用機械厚板研發方面與日本及德國的相比還有較大距離。中國航空航天鋁合金厚板生產能力至2015年年末是可以超過美國的， 但產量要與美國的相當至少要到2025年以後， 而實際消費量可能要到2040年或更晚一些時間才能與美國那時的相當， 中國要實現鋁合金厚板強國夢委實還有一段很長的路要走。縮短這段時間的唯一措施是加大科技投入， 大搞創新， 建立強有力的研發隊伍。民營企業也可以建立這樣的研究機構， 肯聯鋁業公司法國沃雷普技術中心就是這樣一個享譽全球鋁業界的研究單位。
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作者於2014年6月