塑性变形过程中微观组织结构的演变国内外研究现状

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在金属材料的塑性变形过程中，大部分的机械能都会转化成热能，而只有少部分的能量以位错等形式储存在金属中，因而塑性变形后的微观组织结构是以位错增殖为特征的。金属在塑性变形过程中微观组织结构的演变主要包括以下几个方面：位错滑移、位错密度的增加以及位错亚结构的形成；微区晶体学取向的变化及微区织构的形成；位错胞、位错界面间距、亚晶以及晶粒尺寸的演变；位错界面、亚晶界及晶界特性的变化；晶体取向的统计性变化，即宏观织构的形成[7]。86687

对纯铝的一些研究如下：

王文礼等研究轧制态纯铝经搅拌摩擦加工后的微观组织、织构及硬度。采用EBSD技术表征横截面的微观组织及织构。得出焊合区晶粒呈等轴的完全再结晶状。基材主要包含的织构组分有R、S及黄铜R，同时含有少量的铜型织构。在焊合区中心，主要的织构组分是平行于ND指向RD70°方向的(111)，这一区域的织构绕着ND顺时针旋转30°和逆时针旋转60°分别得到回退侧和前进侧距离此区域3mm的织构。

将铸态L2纯铝分别进行了单道次和2,3次重复搅拌摩擦加工处理,研究了搅拌摩擦加工次数对L2纯铝组织性能的影响。就会得到剧烈的塑性变形促使粗大的枝状晶显著破碎,形成了细小且均匀分布的再结晶组织,重复加工次数对再结晶晶粒的尺寸影响较小。重复搅拌摩擦加工后,铸态L2纯铝的最大显微硬度值提高了17HV,最大抗拉强度及延伸率分别提高了39MPa和22%,试样的拉伸断口呈现出微孔聚合韧性断裂特征。随着重复加工次数的增加,相邻道次间的显微硬度、抗拉强度和延伸率差值均减小。论文网

铸态L2纯铝经过不同次数的搅拌摩擦加工后,可获得细小且均匀分布的再结晶组织,重复加工次数对再结晶晶粒的尺寸影响较小。重复搅拌摩擦加工后,铸态L2纯铝的最大显微硬度值提高了17HV,抗拉强度及延伸率分别提高了39MPa和22%,细晶强化对材料力学性能的提高起到主要作用。由于重复加工次数对再结晶晶粒的尺寸影响较小,所以随着搅拌摩擦加工次数的增加,相邻道次间的显微硬度、抗拉强度和延伸率的差值均减小。搅拌摩擦加工后试样的拉伸断口为细小、高密度的网状韧窝,部分韧窝被显著拉长,呈现出微孔聚合韧性断裂特征[8]。

M。M。Sadawy等在室温下，采用等径角挤压法加工纯铝样品10道次。研究等径角挤压道次数对加工样品显微组织演变、力学性能、变形均匀性和腐蚀行为的影响。所施加的应变导致晶粒尺寸明显减小，等径角挤压前，晶粒尺寸为390µm，经等径角挤压2、4和10道次后，晶粒尺寸分别减小至1。8、0。4和0。3µm。随着等径角挤压道次数的增加，显微硬度、变形均匀性和拉伸强度增大，而伸长率下降。浸泡试验、开路电势、Tafel极化、循环极化和恒电位测试表明，与铸态样品相比，在3。5%NaCl溶液中，经等径角挤压样品的耐蚀性明显提高。增加挤压道次数能成功用来生产具有高错位角、高力学性能和耐蚀性的超细晶大块纯铝[9]。

朱晓铖通过ECAP工艺制备出具有超细晶晶粒度的高纯铝材料，并对其力学性能和显微组织进行了检测，进行了不同变形速率、晶粒尺寸以及试样尺寸条件下的微压缩实验，并对压缩后的微观组织进行了观察。通过8道次ECAP挤压可获得晶粒尺寸约为1。27μm超细晶高纯铝材料。在ECAP挤压过程中，随着挤压道次的增加，晶粒内部首先出现大量小角晶界，随后小角晶界向大角晶界转换，形成细小的等轴晶。在力学性能方面显微硬度及抗拉强度均随着挤压道次的增加先增加后减小，最后保持稳定。