AA3104鋁合金均勻化過程中微觀組織演變及其對(duì)軋制和退火的影響研究.pdf

1、本論文以國產(chǎn)罐體用AA3104鋁合金為研究對(duì)象，采用背散射電子(BSE)像、電子通道襯度(ECC)像、背散射電子衍射(EBSD)技術(shù)、電導(dǎo)率測試、透射電鏡(TEM)以及3D斷層掃描(Serial Sectioning)技術(shù)等手段，系統(tǒng)研究了合金在均勻化過程中微觀組織的演變規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上探討了均勻化中“6-α”轉(zhuǎn)化對(duì)粗大化合物破碎的促進(jìn)作用以及第二相的非均勻分布對(duì)再結(jié)晶形核的影響。論文主要研究結(jié)論如下：
　　 合金中共晶化合物

2、在三維空間上主要呈網(wǎng)狀層片結(jié)構(gòu)，高溫、長時(shí)間均勻化處理有助于改善化合物的形態(tài)與分布。均勻化中“6-α”轉(zhuǎn)化約發(fā)生在400-450℃范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)化的速率和程度正比于均勻化溫度。轉(zhuǎn)化后α相內(nèi)的“鋁點(diǎn)”作為轉(zhuǎn)化發(fā)生的標(biāo)志，其形貌隨轉(zhuǎn)化的進(jìn)行也會(huì)相應(yīng)發(fā)生改變，同時(shí)這些鋁相通過擴(kuò)散進(jìn)入附近基體而不斷“損耗”，高溫、長時(shí)間均勻化后將出現(xiàn)大量不含標(biāo)志性鋁點(diǎn)的“純粹”α相。
　　 中低溫(300-450℃)與高溫(500-600℃)均勻化時(shí)合金的

3、析出行為具有明顯差異。中低溫時(shí)隨溫度的升高M(jìn)n元素析出程度增加，此時(shí)Mg2Si相首先析出，隨后AlMnSi相可通過從Mg2Si以及直接從基體中兩種方式形核析出，最終將Mg2Si相完全取代；高溫時(shí)隨溫度的升高M(jìn)n元素析出程度降低，主要析出相為AlMnSi彌散相，晶粒心部較易形成尺寸偏大的棒狀彌散相區(qū)，隨溫度的升高和保溫時(shí)間的延長彌散相尺寸不斷增大。同時(shí)高溫均勻化時(shí)較易形成無析出區(qū)，隨保溫時(shí)間的延長無析出區(qū)面積分?jǐn)?shù)呈先下降后升高的規(guī)律。

4、r>　　 均勻化中“6-α”轉(zhuǎn)化有助于軋制過程中粗大化合物的分裂與破碎。α相相對(duì)含量越高，粗大化合物的破碎效果越好，利于在最終板材中得到尺寸較小且分布彌散、團(tuán)簇較少的粒子。然而均勻化時(shí)間過長，則會(huì)導(dǎo)致大量α相內(nèi)部疏松多孔結(jié)構(gòu)的消失以及化合物外形的趨于圓潤，進(jìn)而削弱粗大相在軋制中的破碎程度。同時(shí)結(jié)果表明粗大化合物在軋制前期的充分破碎有助于“碎片”粒子在后續(xù)軋制中隨金屬流動(dòng)而分散，對(duì)于改善粒子的分布、增加其彌散度具有重要意義。
　　

5、 通過對(duì)傳統(tǒng)3D斷層掃描技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，將其與ECC及EBSD技術(shù)結(jié)合對(duì)合金退火過程中的再結(jié)晶行為進(jìn)行研究，結(jié)果表明：合金中粗大的化合物團(tuán)簇/條帶對(duì)再結(jié)晶晶核的形成影響非常大。當(dāng)團(tuán)簇/條帶成為合金中化合物的主要存在形式時(shí)，通過粒子促進(jìn)形核(PSN)方式形成的晶核比例可達(dá)到90%以上，而僅有少量晶核的形成與第二相粒子無關(guān)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，再結(jié)晶晶核之間較大的尺寸差異主要受到不均勻分布的彌散相影響：部分晶核由于首先長入阻力較小的棒狀彌散相區(qū)域而得