论文摘要
金属材料的性能取决于其成分和内部结构,而材料中的间隙原子和微量元素的存在状态对材料的性能会产生影响。为了达到控制材料性能的目的,研究材料中的间隙原子和微量元素对材料性能的影响是金属材料基础性研究的重要内容。目前,检测金属材料中间隙原子和微量元素的存在状态手段比较有限,利用内耗技术测定金属材料内耗曲线是一种行之有效的方法。本文利用低频倒扭摆内耗仪测定了四个轧制工艺后MR T-2.5镀锡板和不同热处理制度下三个成分的Al-Zr合金的内耗曲线,并结合金相显微镜和能谱仪分别研究了MR T-2.5镀锡板中C原子在四个轧制工艺下的存在状态和Al-Zr合金在不同热处理制度下Zr的存在状态。在MR T-2.5镀锡板的四个轧制工艺下,热轧后C原子全部固溶于铁素体晶格间隙;冷轧后C原子主要集中在位错周围形成Cottrel气团钉扎位错;退火过程位错周围C原子发生脱溶沉淀,形成Fe3C析出;平整加剧C原子的脱溶沉淀。不同处理条件下,在三种成分的Al-Zr合金内耗曲线上,共观测到六种不同类型的内耗峰:较低温度下,由固溶引起的晶界内耗峰,由特殊晶粒排列方式引起的晶界内耗峰以及由第二相粒子沉淀引起的晶界内耗峰;Al-0.05wt%-Zr在次高温度下,由相变引起的相变内耗峰;Al-0.03wt%-Zr和Al-0.05wt%-Zr在中间温度下,由Zr原子扩散引起的扩散内耗峰;Al-0.03wt%-Zr和Al-0.10wt%-Zr在高温下,伴随着竹节晶的出现,观测到由竹节结构引起的竹节晶界峰。对比Zr含量对P1峰的影响,发现Zr含量为0.06wt%是Al-Zr合金固溶—沉淀晶界内耗的分界点,Zr含量小于0.06wt%时,晶界内耗以固溶内耗为主;Zr含量大于0.06wt%时,晶界内耗以沉淀内耗为主。此外,在研究高温背景内耗的变化时发现,随退火温度的提高以及Zr的加入,高温背景内耗在较小范围逐渐减小。