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

1、本論文以國產罐體用AA3104鋁合金為研究對象，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、電導率測試、透射電鏡(TEM)以及3D斷層掃描(Serial Sectioning)技術等手段，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，并在此基礎上探討了均勻化中“6-α”轉化對粗大化合物破碎的促進作用以及第二相的非均勻分布對再結晶形核的影響。論文主要研究結論如下：
　　 合金中共晶化合物

2、在三維空間上主要呈網(wǎng)狀層片結構，高溫、長時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”轉化約發(fā)生在400-450℃范圍內，轉化的速率和程度正比于均勻化溫度。轉化后α相內的“鋁點”作為轉化發(fā)生的標志，其形貌隨轉化的進行也會相應發(fā)生改變，同時這些鋁相通過擴散進入附近基體而不斷“損耗”，高溫、長時間均勻化后將出現(xiàn)大量不含標志性鋁點的“純粹”α相。
　　 中低溫(300-450℃)與高溫(500-600℃)均勻化時合金的

3、析出行為具有明顯差異。中低溫時隨溫度的升高Mn元素析出程度增加，此時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；高溫時隨溫度的升高Mn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間的延長彌散相尺寸不斷增大。同時高溫均勻化時較易形成無析出區(qū)，隨保溫時間的延長無析出區(qū)面積分數(shù)呈先下降后升高的規(guī)律。

4、r>　　 均勻化中“6-α”轉化有助于軋制過程中粗大化合物的分裂與破碎。α相相對含量越高，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、團簇較少的粒子。然而均勻化時間過長，則會導致大量α相內部疏松多孔結構的消失以及化合物外形的趨于圓潤，進而削弱粗大相在軋制中的破碎程度。同時結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)軋制中隨金屬流動而分散，對于改善粒子的分布、增加其彌散度具有重要意義。
　　

5、 通過對傳統(tǒng)3D斷層掃描技術進行改進，將其與ECC及EBSD技術結合對合金退火過程中的再結晶行為進行研究，結果表明：合金中粗大的化合物團簇/條帶對再結晶晶核的形成影響非常大。當團簇/條帶成為合金中化合物的主要存在形式時，通過粒子促進形核(PSN)方式形成的晶核比例可達到90%以上，而僅有少量晶核的形成與第二相粒子無關。同時發(fā)現(xiàn)，再結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