冷拔纯铝的形变织构和微观组织分析

【摘要】铝材由于其材质轻、导电导热性能好、价格便宜等优点广泛应用于电子、航空、机械等行业。本文采用光学金相、透射电子显微镜以及电子背散射衍射,对比分析了在不同温度冷拔多晶铝的宏观和微观的晶粒裂化规律。运用定向凝固结合籽晶法制备出确定取向单晶铝,并采用上述三种分析检测技术进行检测。退火热处理后的多晶铝线材呈等轴状。在冷拔变形后,晶粒出现宏观裂化行为。随着应变量增大,晶粒沿冷拔方向拉长。在高应变形成纤维状组织,并且随着应变量的增大纤维组织愈加致密。常温冷拔的过程中,随着应变量的增加,<111>织构组分呈先增大后减小,<100>则相反；高应变即应变量达到4.12时,形成较为稳定的<100>+<111>双组份丝织构。低温冷拔在高应变量下并未形成<100>+<111>双组分织构。分析可能是温度降低,阻碍位错的交滑移导致的。由常温冷拔多晶铝的界面失配角分析可知,应变量为0.28时有少量原始晶界产生的高角度界面；而应变量为0.58时,几乎看不到高角度界面；应变量增大至1.39时,再次看到有高角度界面,并且随着应变量的增大,高角度界面角度和比例均增加。直到应变量高达4.12时,界面分布呈双峰分布：一个5°的高峰和一个40°～60°的低峰。分析其高角度界面峰时发现,应变量为2.77时只有相邻两不同织构组分间形成高角度界面。而应变量为4.12时的高角度峰的形成不仅包括两相邻不同的织构组分,复杂织构组分也会对高角度界面的形成有一定的贡献。分析低温冷拔多晶铝失配角可知,随着应变量增大,变形产生的位错界面失配角变大,并且高角度界面所占比例增加,这与常温下的分析结果基本相同。冷拔多晶铝线材在低应变时,为大量的等轴状位错胞；中应变时,形成两类几何必须位错界面,两类几何必须位错界面交互作用,形成S带；在高应变量下,形成与冷拔方向平行的层片状组织。真应变与几何必须位错界面平均间距的倒数之间满足指数为2/3的幂定律。常温冷拔多晶铝硬度分析：随着应变量增大,硬度值增大,应变量高达2.77时硬度值减小。减小的原因是由于形成大量的<100>织构。从试样中心到表面的硬度值逐渐增大,主要是由于冷拔过程中的剪切应力导致的。低温冷拔多晶铝线材硬度规律为：应变量从1.39到3.22基本相同,其波动很小。在制备单晶技术方面,本文采用定向凝固设备结合籽晶法,研究了不同坩埚材料、加热温度以及抽拉速度等对铝单晶试样质量的影响。实验结果表明,采用氮化硼(白石墨)坩埚,加热温度(850+5)℃下保温1h,在生长通道时抽拉速度为1μm/s,在单晶生长部分抽拉速度为8μm/s,达到引晶效果,试棒的初始取向与籽晶的取向一致。
【作者】杨洋；
【导师】彭渝丽；陈建；
【作者基本信息】西安工业大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】纯铝；冷拔变形；电子背散射衍射；形变织构；微观组织；

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