退火處理對(duì)強(qiáng)塑性變形純鋁微觀組織和力學(xué)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)和疲勞裂紋擴(kuò)展速率實(shí)驗(yàn)探究不同退火溫度對(duì)強(qiáng)變形純AL力學(xué)性能的影響，確定了最佳微觀組織及性能對(duì)應(yīng)的退火溫度參數(shù)，在此基礎(chǔ)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(duì)AL-4Cu合金晶粒細(xì)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(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　(1)對(duì)于

2、強(qiáng)塑性變形材料，退火處理后，晶粒粗化，同時(shí)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(jìn)一步增加時(shí)，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(yīng)變急劇降低，從0.0839％降低至0.0731％。但當(dāng)退火溫度為130℃時(shí)，由于發(fā)生再結(jié)晶過程，造成微觀應(yīng)變?cè)龃蟆?br>　　(2)對(duì)于未退火處理試樣，扁長(zhǎng)晶

3、粒和高密度位錯(cuò)對(duì)試樣的屈服強(qiáng)度和延展率有較大影響。60℃退火30min后其屈服強(qiáng)度明顯提高，分析認(rèn)為這與晶界處位錯(cuò)源的驅(qū)動(dòng)和克服位錯(cuò)釘扎繼續(xù)運(yùn)動(dòng)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(dāng)退火溫度高于60℃后，屈服強(qiáng)度和延展性降低至較低水平，分析認(rèn)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(kuò)展速率和最低的裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)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(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，裂紋萌生階段對(duì)晶粒尺寸有很強(qiáng)的敏感性，在高△K區(qū)域，裂紋擴(kuò)展對(duì)晶粒尺寸敏感性降低。這表明在裂紋擴(kuò)展門檻區(qū)，由粗糙所致的閉合效應(yīng)對(duì)裂紋擴(kuò)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(dǎo)致AL-4Cu合金所形成的亞晶粒形貌不規(guī)則，晶內(nèi)位錯(cuò)密度較高，呈長(zhǎng)約200nm，寬約100nm的類竹節(jié)狀，純AL中亞晶粒內(nèi)部位錯(cuò)