軋制工業(yè)純鋁晶粒細(xì)化及力學(xué)性能研究.pdf

1、超細(xì)晶(晶粒尺寸0.1～1μm)材料相對于傳統(tǒng)粗晶材料具有優(yōu)異的物理、力學(xué)性能，是材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，具有很好的應(yīng)用前景。軋制作為大塑性變形技術(shù)的一種，具有較強(qiáng)的細(xì)化晶粒的能力。本文對超細(xì)晶材料、大塑性變形技術(shù)、軋制方法進(jìn)行了介紹，并對軋制方法制備超細(xì)晶純鋁做了較為細(xì)致的研究。利用會相顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡、室溫拉伸實(shí)驗(yàn)和顯微硬度實(shí)驗(yàn)等分析測試手段，對大塑性變形軋制后獲得的超細(xì)晶純鋁的力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。分析了不同變形

2、量和不同軋制方向條件下制備的純鋁試樣的力學(xué)性能的差異，同時(shí)對軋制后純鋁試樣進(jìn)行了退火研究，分析了變形量、退火溫度和退火時(shí)間對材料力學(xué)性能的影響，觀察和分析了超細(xì)晶純鋁退火強(qiáng)化現(xiàn)象，研究了其最佳工藝參數(shù)，從而初步判斷超細(xì)晶純鋁退火強(qiáng)化的本質(zhì)。研究結(jié)果表明:
　　1.不同的軋制變形量下得到的純鋁試樣的晶粒尺寸不同，隨著變形量的增大，晶粒不斷細(xì)化。3mm軋制試樣的晶粒尺寸約為900nm，1mm軋制試樣的晶粒尺寸約為500nm。
　

3、　2.對1mm軋制試樣進(jìn)行了150℃，30min退火處理，發(fā)現(xiàn)退火后純鋁試樣的屈服強(qiáng)度比退火前有顯著提高，而延伸率下降，出現(xiàn)退火強(qiáng)化現(xiàn)象。從軋制變形量，退火時(shí)間和退火溫度三個(gè)方面考察純鋁試樣退火強(qiáng)化的最佳工藝參數(shù)，研究發(fā)現(xiàn):1）隨著軋制變形量的減小，強(qiáng)化程度逐漸減小，1mm軋制試樣較3mm軋制試樣退火強(qiáng)化效果明顯;2）對1mm軋制試樣在150℃下退火5min至120min，試樣由退火(5min-60min)強(qiáng)化向退火(60min-120

4、min)軟化轉(zhuǎn)變，在此溫度下最優(yōu)退火時(shí)間為退火30min;3）對1mm軋制試樣在150℃至250℃之間退火30min，試樣由退火強(qiáng)化(150℃)向退火軟化(250℃)轉(zhuǎn)變，在此退火時(shí)間下，最優(yōu)退火溫度為150℃。
　　3.相同的變形量而不同軋制方向下制備出的3mm雙向軋制試樣與3mm軋制試樣力學(xué)性能存在差異，后者的強(qiáng)度更高。
　　4.對3mm雙向軋制試樣在150℃和200℃分別進(jìn)行5min至120min之間的退火處理，發(fā)現(xiàn)試