退火處理對強塑性變形純鋁微觀組織和力學性能的影響.pdf

1、本文通過透射電鏡、背散射電子衍射以及X射線衍射研究了多向壓縮強變形純AL在不同退火溫度下的的微觀組織演變，通過拉伸實驗和疲勞裂紋擴展速率實驗探究不同退火溫度對強變形純AL力學性能的影響，確定了最佳微觀組織及性能對應的退火溫度參數(shù)，在此基礎上探究了多向壓縮(MAC)過程中固溶原子及析出相回溶再析出現(xiàn)象對AL-4Cu合金晶粒細化效果影響，并結(jié)合MAC變形方式解釋了不同退火處理下的性能特征及組織演變的機理。實驗結(jié)果如下:
　　(1)對于

2、強塑性變形材料，退火處理后，晶粒粗化，同時由扁平狀晶粒轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S晶粒。明顯的，大角度晶界的比例由未退火的29.3％增大至60℃退火的76.3％，退火溫度進一步增加時，大角度晶界的比例增大緩慢。此外，隨著退火溫度的提高，取向差大于30°的大角度晶界在試樣中占大部分。退火處理后，微觀應變急劇降低，從0.0839％降低至0.0731％。但當退火溫度為130℃時，由于發(fā)生再結(jié)晶過程，造成微觀應變增大。
　　(2)對于未退火處理試樣，扁長晶

3、粒和高密度位錯對試樣的屈服強度和延展率有較大影響。60℃退火30min后其屈服強度明顯提高，分析認為這與晶界處位錯源的驅(qū)動和克服位錯釘扎繼續(xù)運動有關(guān)。延展率的降低是由于等軸晶粒的形成阻礙了晶粒間的協(xié)調(diào)變形所致。當退火溫度高于60℃后，屈服強度和延展性降低至較低水平，分析認為這與晶粒粗化和微觀結(jié)構(gòu)的完善有關(guān)。
　　(3)和其他退火溫度處理試樣相比，60℃退火試樣表現(xiàn)出較低的裂紋擴展速率和最低的裂紋尖端應力強度因子門檻值(△Kth)，

4、這可能與RPZ的尺寸和大角度晶界的比例有關(guān)。130℃退火試樣和200℃退火試樣對比可以發(fā)現(xiàn)，裂紋萌生階段對晶粒尺寸有很強的敏感性，在高△K區(qū)域，裂紋擴展對晶粒尺寸敏感性降低。這表明在裂紋擴展門檻區(qū)，由粗糙所致的閉合效應對裂紋擴展速率有較大的影響。
　　(4)室溫下，經(jīng)過相同變形道次后，由于固溶原子的存在導致AL-4Cu合金所形成的亞晶粒形貌不規(guī)則，晶內(nèi)位錯密度較高，呈長約200nm，寬約100nm的類竹節(jié)狀，純AL中亞晶粒內(nèi)部位錯