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对于加工材料而言,紫铜止水片铸锭塑性是至关重要的。为了保证铸锭良好的变形塑性,除防止铸锭中的一些缺陷外,显然不希望铸锭组织处于非平衡凝固状态。由于产生非平衡状态的原因是结晶过程中扩散受阻,因而此种状态在热力学上是亚稳定的,有自动向平衡态转化的趋势。人们可利用这一趋势,将铸态合金加热到一定温度,提高原子扩散能力,使其较快完成由非平衡向平衡状态的转化过程。这种处理称为均匀化退火或扩散退火。热轧是紫铜片止水带生产中铸锭开坯的主要手段。充分利用紫铜片止水带在高温条件下具有优异的塑性这一特点,从而以较小的轧制力实现较大程度的变形。热轧的铸锭一般由半连续、连续铸造或铁模铸造提供。铸锭规格的选择应考虑产品的品种、规格、生产规模、轧机设备条件及铸造方式等。铸锭的厚度一般与轧辊的直径之比为1:(3.5~7),同时不超过轧机的开口度;在设备、工艺条件允许的情况下增大铸锭的厚度,可以提高生产效率和成品率。铸锭宽度通常等于或数倍于成品宽度,并适当考虑宽展量及切边量;一般铸锭宽度还应控制在轧辊长度的80%以内。铸锭的长度在满足终轧温度及辊道长度的条件下,尽量增加铸锭的长度,以提高生产效率和成品率。

 

合金过冷至T1温度时开始凝固,首先析出的固相成分为a1,液相成分则为L1。继续冷至T2紫铜止水片温度时,析出的固相成分应为a2,与之平衡的液相成分改变为L2。a2将覆盖在先析出的a1上,若能达到平衡条件,a1的成分也会逐渐改变成a2,以达到T2紫铜止水片下的平衡态。但实际上,固态的扩散速率远小于液态的扩散速率,当剩余液相的成分均匀达到L2时,固相a中的成分仍为不均匀的,它们的平均成分可用a2表示。显然,a2中的B原子浓度小于a2中B原子浓度。同理,当温度降至T3及T4时,其a相的平均成分可用表示a3及a4。在此图中a4即表示x合金的成分。说明x合金在非平衡凝固的条件下T4温度下凝固完毕,较之平衡凝固的固相点温度降低了T3-T4。a1-a4表示的线称非平衡的固相线,非平衡固相线相对于平衡固相线的偏离与凝固时的冷却速率有关,冷却速率愈大,偏离愈大。

由于先后凝固的固相在成分上的差异,不同成分固相受侵蚀程度将不同,因而在我们观察合金的显组织时就会观察到典型的枝晶组织,枝晶臂的成分与枝晶同胞间的成分(B组元含量高)不同,因而显示出不同的颜色。这种因非平衡凝固(结晶)导致的晶粒内成分不均匀的现象称晶内偏析或枝晶偏析。紫铜止水片Cu-Ni合金铸造后的显组织,白色枝干含镍较高,周围黑色部分含铜较高,但均为铜镍a固溶体。

紫铜片止水带铸锭的加热温度通常根据合金材料的高温性能曲线确定,加热时间则根据加热炉的情况、铸锭大小和装炉量确定,应保证铸锭加热温度均匀。合金组织偏析严重的铸锭在加热时应适当延长时间。现代加热炉常采用步进式燃气加热炉,空气预热、空-燃比自动调节、平焰烧嘴。这种加热炉加热速度快、热效率高。

为适应某些时效强化型合金板带在生产过程中固溶淬火的需要,在热轧出口侧设置了冷水喷淋系统(亦称在线淬水系统)。它可以在较短的时间内使带坯的温度从700℃左右或更高的温度迅速降至300℃以下甚至更低。

为提高紫铜片止水带产品精度和表面质量,现代热轧机本体应用了电动压下、液压调的压下系统、轧辊分段冷却系统、液压弯辊或液压垫系统、强力夹持对中系统、立辊轧边系统及厚度自动控制系统,进一步提高了热轧机的装机水平和控制精度为生产高精度薄板带提供了可靠的保障。