Al-Cu二元合金再结晶晶界面分布及晶界界面匹配研究
发布时间：2020-06-12 08:50
【摘要】：铝合金是一种重要的工程材料,晶界腐蚀及晶界析出相关的性能退化是导致其应用受到一定限制的主要原因,通过晶界工程技术改善晶界特征分布是解决铝合金此类问题的有效途径。研究晶界面分布及晶界界面匹配等基本问题,是铝合金晶界工程研究的关键切入点。本课题以Al-Cu合金为实验材料,利用基于电子背散射衍射技术和体视学原理的五参数表征方法研究了 Cu元素含量、退火温度和退火时间、预变形量及预变形方式对该合金再结晶晶界面分布和晶界界面匹配的影响。主要结果如下:经多向锻造后再经450°C退火30min的两个不同Cu含量Al-Cu二元合金,其再结晶晶界面主要分布在{1 1 1}上,且Al-2.3%Cu再结晶晶界面在{1 1 1}上的分布强度比Al-1.2%Cu的高;包含共格∑3晶界在内的具有{1 1 1}/{1 1 1}界面匹配特征的晶界是比例最高的一类晶界,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,这类晶界两侧的晶粒具有共同的1 1 1、1 1 2或1 2 2晶轴。经多向锻造后分别经300℃,330℃和360℃退火30min的三个Al-].2%Cu合金样品,其再结晶晶界面分布及晶界界面匹配存在规律性变化,主要表现为经300℃退火的样品,其晶界面主要分布在{2 2 3}和{2 3 3}上,经330℃和360℃退火的样品其再结晶晶界面则主要分布在{1 1 1}上;在300℃-360℃温度范围内,随着退火温度的升高,再结晶过程中形成的具有{1 1 1}/{1 1 1}界面匹配特征的晶界比例在增加。经多向锻造后再经360℃分别退火5min,l0min和30min的三个Al-1.2%Cu合金样品,其再结晶晶界面均分布在{1 1 1}上。在该温度下,随着退火时间的增加,不仅再结晶晶界面在{1 1 1}上的分布强度在增加,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。晶粒组织均匀且取向均匀的Al-1.2%Cu合金经不同预变形量冷轧后再经390℃退火2min后,其再结晶晶界面分布及晶界界面匹配呈现规律性变化,表现为,当预变形量为10%时,其晶界面主要分布在{2 2 3}上;当预变形量为20%时,其晶界面主要分布在{1 1 1}上;当预变形量达到30%时,其晶界面仍然主要分布在{1 1 1}上,但同时向{2 2 3}及{2 3 3}漫散。对于1 1 1/60°固定取向差晶界,即∑3晶界,其相对比例随着预变形量的增加呈现先显著增加后略微下降的规律,对应预变形量为20%时出现峰值。预变形量为20%时,包含共格∑3晶界在内的具有{1 1 1}/{1 1 1}界面匹配特征的晶界比例达到最高。晶粒组织均匀且取向均匀的Al-1.2%Cu合金分别经形变量为87%的单向轧制和交叉轧制后再经360℃退火,其再结晶晶界面分布及晶界界面匹配存在明显差异,主要表现为,相比于单项轧制,交叉轧制更容易使合金在后续退火过程中形成的再结晶晶界面分布在{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。基于上述实验结果,结合晶体学相关理论分析认为,Al-Cu合金再结晶晶界面主要分布在{1 1 1}上,归因于{1 1 1}具有最低的表面能。在其再结晶组织中,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}是一种相对低能稳定的晶界。因此,除了有限的共格孪晶界外,通过一定的方法获得高比例的其它具有{1 1 1}/{1 1 1}界面匹配特征的晶界,是铝合金晶界工程研究和应用的重要方向。
【图文】：
的这两个晶粒各自相对于样品外观坐标系的取向数据确定）给出精确表征该晶界所需的逡逑５个参数中的３个，晶界迹线在左右晶粒中的晶体学取向给出第４个参数，而第５个参逡逑数一定处在晶界迹线所对应的晶带大圆上（见图１－ｌａ，ｂ）。如果晶界面分布在（ｈ邋ｋ邋１）晶逡逑面上，那么同时穿过（ｈ邋ｋ邋１）晶面投影点Ｃ的晶带大圆的数量要多一些（见图１－ｌｃ）。逡逑娍靖S缅义希校铮欤邋澹铮驽澹牵洛澹簦颍幔悖邋义希ǎ幔╁危ǎ猓╁危ǎ悖╁义贤迹保蔽宀问治龇椒ǎǎ疲校粒┦疽馔煎义弦谰菡庖凰枷耄ü匝反竺婊蚪校牛拢樱牟馐裕竦檬孔愎欢嗟木Ы绲腻义先∠虿钍莺途Ы缂Ｏ呷∠蚴荩ňЫ缣跏簧儆冢担欤埃矗缓笸ü细竦耐臣蒲Т礤义暇涂梢缘玫窖返模牵拢校模梢允址奖愕鼗竦醚返木Ы缑娣植夹畔ⅰＯ匀唬陨现诲义夏芨鼍Ы缭诟鞲鼍嫔系氖糠植记慷龋话愕匚颐亲苁切枰来υ诟鞲鼍嫔襄义系木Ы绲拿婊植记慷龋ㄋ写υ谌我饩妫ǎ桢澹脲澹保┥系木Ы缑婊陀胛拊裼诺乃婊义戏植记慷鹊谋戎担虼耍徊揭谰萏迨友г恚矍校远跫碌玫降木Ы绯ざ确皱义喜记慷壤创嫒樾蜗碌拿婊植记慷龋饩托枰颐窃诨袢【Ы缂Ｏ叩木逖∠蝈义鲜菔
本文编号：2709294
【图文】：
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