發(fā)布時(shí)間：2020-06-12 08:50

【摘要】：鋁合金是一種重要的工程材料,晶界腐蝕及晶界析出相關(guān)的性能退化是導(dǎo)致其應(yīng)用受到一定限制的主要原因,通過(guò)晶界工程技術(shù)改善晶界特征分布是解決鋁合金此類問(wèn)題的有效途徑。研究晶界面分布及晶界界面匹配等基本問(wèn)題,是鋁合金晶界工程研究的關(guān)鍵切入點(diǎn)。本課題以Al-Cu合金為實(shí)驗(yàn)材料,利用基于電子背散射衍射技術(shù)和體視學(xué)原理的五參數(shù)表征方法研究了 Cu元素含量、退火溫度和退火時(shí)間、預(yù)變形量及預(yù)變形方式對(duì)該合金再結(jié)晶晶界面分布和晶界界面匹配的影響。主要結(jié)果如下:經(jīng)多向鍛造后再經(jīng)450°C退火30min的兩個(gè)不同Cu含量Al-Cu二元合金,其再結(jié)晶晶界面主要分布在{1 1 1}上,且Al-2.3%Cu再結(jié)晶晶界面在{1 1 1}上的分布強(qiáng)度比Al-1.2%Cu的高;包含共格∑3晶界在內(nèi)的具有{1 1 1}/{1 1 1}界面匹配特征的晶界是比例最高的一類晶界,且Al-2.3%Cu中形成的具有{1 1 1}/{1 1 1}界面匹配特征的晶界比例比Al-1.2%Cu的高,這類晶界兩側(cè)的晶粒具有共同的1 1 1、1 1 2或1 2 2晶軸。經(jīng)多向鍛造后分別經(jīng)300℃,330℃和360℃退火30min的三個(gè)Al-].2%Cu合金樣品,其再結(jié)晶晶界面分布及晶界界面匹配存在規(guī)律性變化,主要表現(xiàn)為經(jīng)300℃退火的樣品,其晶界面主要分布在{2 2 3}和{2 3 3}上,經(jīng)330℃和360℃退火的樣品其再結(jié)晶晶界面則主要分布在{1 1 1}上;在300℃-360℃溫度范圍內(nèi),隨著退火溫度的升高,再結(jié)晶過(guò)程中形成的具有{1 1 1}/{1 1 1}界面匹配特征的晶界比例在增加。經(jīng)多向鍛造后再經(jīng)360℃分別退火5min,l0min和30min的三個(gè)Al-1.2%Cu合金樣品,其再結(jié)晶晶界面均分布在{1 1 1}上。在該溫度下,隨著退火時(shí)間的增加,不僅再結(jié)晶晶界面在{1 1 1}上的分布強(qiáng)度在增加,而且具有{1 1 1}/{1 1 1}界面匹配特征的晶界比例也在增加。晶粒組織均勻且取向均勻的Al-1.2%Cu合金經(jīng)不同預(yù)變形量冷軋后再經(jīng)390℃退火2min后,其再結(jié)晶晶界面分布及晶界界面匹配呈現(xiàn)規(guī)律性變化,表現(xiàn)為,當(dāng)預(yù)變形量為10%時(shí),其晶界面主要分布在{2 2 3}上;當(dāng)預(yù)變形量為20%時(shí),其晶界面主要分布在{1 1 1}上;當(dāng)預(yù)變形量達(dá)到30%時(shí),其晶界面仍然主要分布在{1 1 1}上,但同時(shí)向{2 2 3}及{2 3 3}漫散。對(duì)于1 1 1/60°固定取向差晶界,即∑3晶界,其相對(duì)比例隨著預(yù)變形量的增加呈現(xiàn)先顯著增加后略微下降的規(guī)律,對(duì)應(yīng)預(yù)變形量為20%時(shí)出現(xiàn)峰值。預(yù)變形量為20%時(shí),包含共格∑3晶界在內(nèi)的具有{1 1 1}/{1 1 1}界面匹配特征的晶界比例達(dá)到最高。晶粒組織均勻且取向均勻的Al-1.2%Cu合金分別經(jīng)形變量為87%的單向軋制和交叉軋制后再經(jīng)360℃退火,其再結(jié)晶晶界面分布及晶界界面匹配存在明顯差異,主要表現(xiàn)為,相比于單項(xiàng)軋制,交叉軋制更容易使合金在后續(xù)退火過(guò)程中形成的再結(jié)晶晶界面分布在{1 1 1}上,且形成的具有{1 1 1}/{1 1 1}界面匹配特征的晶界比例也更高。基于上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,結(jié)合晶體學(xué)相關(guān)理論分析認(rèn)為,Al-Cu合金再結(jié)晶晶界面主要分布在{1 1 1}上,歸因于{1 1 1}具有最低的表面能。在其再結(jié)晶組織中,形成的具有{1 1 1}/{1 1 1}界面匹配特征的晶界比例最高,表明{1 1 1}/{1 1 1}是一種相對(duì)低能穩(wěn)定的晶界。因此,除了有限的共格孿晶界外,通過(guò)一定的方法獲得高比例的其它具有{1 1 1}/{1 1 1}界面匹配特征的晶界,是鋁合金晶界工程研究和應(yīng)用的重要方向。
【圖文】：

的這兩個(gè)晶粒各自相對(duì)于樣品外觀坐標(biāo)系的取向數(shù)據(jù)確定）給出精確表征該晶界所需的逡逑５個(gè)參數(shù)中的３個(gè)，晶界跡線在左右晶粒中的晶體學(xué)取向給出第４個(gè)參數(shù)，而第５個(gè)參逡逑數(shù)一定處在晶界跡線所對(duì)應(yīng)的晶帶大圓上（見(jiàn)圖１－ｌａ，ｂ）。如果晶界面分布在（ｈ邋ｋ邋１）晶逡逑面上，那么同時(shí)穿過(guò)（ｈ邋ｋ邋１）晶面投影點(diǎn)Ｃ的晶帶大圓的數(shù)量要多一些（見(jiàn)圖１－ｌｃ）。逡逑娍靖S緬義希校錚歟邋澹錚駑澹牽洛澹簦潁幔悖邋義希ǎ幔╁危ǎ猓╁危ǎ悖╁義賢跡保蔽宀問(wèn)治齜椒ǎǎ疲校粒┦疽饌煎義弦讕菡庖凰枷耄�，通过对样品大面积区域进行Ｅn櫻牟饈裕竦檬孔愎歡嗟木Ы緄膩義先∠蠆釷鶯途Ы緙Ｏ呷∠蚴藎ňЫ縑跏簧儆冢擔(dān)歟埃矗�，染忬通过鸭�(xì)竦耐臣蒲Т礤義暇涂梢緣玫窖返模牽攏校模梢允址獎(jiǎng)愕鼗竦醚返木Ы緱娣植夾畔�。蟿蚧，译E現(xiàn)誨義夏芨鼉Ы繚詬鞲鼉嬪系氖糠植記慷齲話愕匚頤親蓯切枰來(lái)υ詬鞲鼉嬪襄義系木Ы緄拿婊植記慷齲ㄋ寫υ諶我餼媯ǎ楨澹脲澹保┥系木Ы緱婊陀胛拊裼諾乃婊義戲植記慷鵲謀戎擔(dān)虼�，进一步易庉体视学原理［切，疫h(yuǎn)跫碌玫降木Ы緋ざ確皺義喜記慷壤創(chuàng)嬡樾蝸碌拿婊植記慷齲餼托枰頤竊諢袢【Ы緙Ｏ叩木逖∠蟈義鮮菔

本文編號(hào)：2709294