强磁场对ECAP制备的1050合金再结晶影响的研究

论文摘要

本文采用硬度测试、光学显微镜、透射电镜等手段,研究了在施加和未施加强磁场的条件下,退火时间和退火温度对经ECAP挤压2、8道次试样的再结晶行为的影响。得出了以下主要结果：通过观察在未施加和施加强磁场条件下,ECAP挤压2和8道次试样分别在150℃～400℃退火1h试样的微观组织发现,2道次试样原始的晶粒尺寸为0.86μm。当退火温度低于250℃时,2道次试样的变形组织逐渐发生有序化,变形条带更为清晰,晶粒内部位错逐渐减少,200℃的未施加强磁场的晶粒尺寸为1.02pm。而施加强磁场使有序化过程加快,晶粒内部位错密度更低。当退火温度为250℃时,在所有条件下的试样中均观察到了细小的再结晶核心。当退火温度为300℃时,2道次试样中出现再结晶晶粒。未施加强磁场试样出现了异常长大现象,晶粒尺寸为1.47μm。施加强磁场试样的晶粒尺寸更加均匀,晶界更平直,晶粒尺寸为1.13μm。而对8道次试样进行等时退火时,晶粒尺寸更加均匀,形成的等轴晶也更加细小。随着温度的升高,2道次未施加强磁场试样原始变形织构逐渐变弱。而施加强磁场的试样逐渐由变形织构转变为再结晶立方织构。8道次试样的变形织构均随着温度的升高而转变为再结晶织构,但织构强度比较弱。当温度为200℃～250℃,8道次试样出现了软化现象,且施加强磁场试样的硬度值更低。而2道次试样的软化现象则出现在250℃～300℃之间。通过观察在未施加和施加强磁场条件下,ECAP挤压2和8道次试样分别在280℃退火5min-12h试样的微观组织发现,2道次试样在短时间（10min）退火时,未出现再结晶晶粒,未施加强磁场试样内部存在着高密度的缠结位错,晶粒尺寸为0.86μm。施加强磁场试样内部位错密度很低,亚晶界变得更加清晰,晶粒尺寸为0.94μm。当退火时间为1h时,2道次有无强磁场试样中均观察到了再结晶晶粒,晶粒内部位错进一步减少。施加强磁场试样的亚晶数量明显增加。当时间延长至4h时,2道次试样的晶粒尺寸均有所增加,并且在未施加强磁场试样中存在异常长大现象。而当8道次试样进行短时间（5mmin）退火时,试样中已观察到再结晶晶粒的出现。退火10min时,8道次试样内部的位错更低,未施加强磁场试样的晶粒尺寸为2.50μm。施加强磁场试样再结晶晶粒界已也十分平直规整,晶粒尺寸为2.23μm。随着时间的延长,8道次晶粒尺寸增幅不大。这是由于ECAP挤压的8道次试样晶粒已被完全细化,组织比较均匀和稳定。而通过TEM可知,未施加强磁场试样内部出现了异常长大的现象,施加强磁场试样晶粒尺寸比较均匀、稳定。随着退火时间的增加,试样硬度也随之下降,退火时间为10min时,8道次试样就观察到了软化现象。当退火时间为1h时,2道次试样同样观察到了软化现象。当退火温度和退火时间相同的情况下,在12T强磁场条件下退火材料的硬度值低于OT下退火材料的硬度值,这说明强磁场有利于晶粒的形核,能够促进再结晶的发生。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 ECAP概述
• 1.2.1 ECAP变形基本原理
• 1.2.2 ECAP工艺路线
• 1.2.3 ECAP变形特点及优点
• 1.2.4 ECAP材料的热稳定性
• 1.2.5 ECAP变形应用
• 1.2.6 ECAP目前存在的不足
• 1.3 强磁场概述
• 1.3.1 强磁场的分类
• 1.3.2 强磁场作用的原理
• 1.3.3 强磁场的热处理
• 1.3.4 稳恒强磁场在材料科学中的发展趋势
• 1.4 织构的概述
• 1.4.1 织构的概念
• 1.4.2 织构的分类
• 1.4.3 织构的测定
• 1.5 实验研究的内容及意义
• 第2章 实验设备及方法
• 2.1 实验方案
• 2.1.1 实验流程图
• 2.1.2 实验设备
• 2.1.3 实验材料及制备
• 2.1.4 ECAP变形实验
• 2.2 强磁场热处理
• 2.3 分析测试方法
• 2.3.1 退火工艺
• 2.3.2 力学性能测试
• 2.3.3 显微组织观察
• 2.3.4 透射电子显微镜（TEM）
• 第3章 强磁场对ECAP挤压1050合金等时退火行为的影响
• 3.1 等时退火的组织观察
• 3.1.1 ECAP挤压2道次宏观组织观察
• 3.1.2 ECAP挤压8道次宏观组织观察
• 3.2 等时退火试样TEM组织观察及分析
• 3.2.1 ECAP挤压2道次试样等时退火的TEM组织
• 3.2.2 ECAP挤压8道次试样等时退火的TEM组织
• 3.3 等时退火织构分析
• 3.3.1 ECAP挤压2道次等时退火织构分析
• 3.3.2 ECAP挤压8道次等时退火织构分析
• 3.4 硬度分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 强磁场对ECAP挤压1050合金等温退火行为的影响
• 4.1 等温退火的组织观察
• 4.1.1 ECAP挤压2道次宏观组织观察
• 4.1.2 ECAP挤压8道次宏观组织观察
• 4.2 等温退火试样TEM组织观察及分析
• 4.2.1 ECAP挤压2道次试样等温退火的TEM组织
• 4.2.2 ECAP挤压8道次试样等温退火的TEM组织
• 4.3 硬度分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 实验结论
• 参考文献
• 致谢