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另一方面,位錯運動主要是在強度較低的鋁基體相中進行,分布于鋁基體相上的高強度的第二相粒子則是位錯運動的主要物。因此,位錯運動過程中遇到第二相粒子時,或者借助Orowan機制繞過這些第二相粒子,或者直接切割過這些第二相粒子,其結(jié)果是導致滑移面上發(fā)生局部強化,使位錯的進一步滑移困難。 綜上所述,位錯之間、位錯與第二相之問以及位錯與晶界或亞晶界之間的交互作用均會對位錯運動產(chǎn)生強烈的阻礙作用,這就使得在疲勞變形過程中,必須增大外加載荷才能維持應變恒定,導致循環(huán)應力增加,即發(fā)生循環(huán)應化。 外加總應變幅越大,使合金發(fā)生疲勞變形所需要的應力也越大,能夠發(fā)生塑性變形的晶粒數(shù)目越多,同時每個晶粒中可以開動的滑移系數(shù)目也增多,因此位錯增殖的速率和位錯之間以及位錯與析出相粒子之間發(fā)生交互作用的幾率也隨之增大,顯然,循環(huán)應化也易于發(fā)生。 在位錯不斷增殖的同時,也可以發(fā)生位錯的湮沒,這實際上相當于發(fā)生一種位錯回復過程,它可以通過異 位錯在運動過程中彼此相遇并相互抵消而實現(xiàn),其結(jié)果是導致疲勞變形過程中位錯滑移阻力下降,從而使得位錯滑移所需外加應力降低,即產(chǎn)生所謂的軟化效應。
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在鑄軋鋁卷鋁板時,板帶連續(xù)不斷快速冷卻結(jié)品,這是一種非平衡結(jié)品過程。因此合金在鑄軋過程中容易在晶內(nèi)因過飽和固溶形成Mn,Fe成分偏析、區(qū)域偏析和AIMn或AIFe系金屬間化合物,以及過飽和應力等。Mn與鋁基體作用形成的MnA16,在晶內(nèi)和晶界不均勻析出,形成針狀、棒狀和魚骨狀第二相組織,導致鑄軋板帶中的Mn含量發(fā)生嚴重的偏析,這種組織在深沖時容易產(chǎn)生橘皮和裂紋。 晶內(nèi)形成的這些化合物屬晶格常數(shù)較大的正交晶系或斜方晶系,一般都呈針狀、棒狀、枝晶狀等形貌,棱角等部位比較尖銳,在后續(xù)冷軋和熱處理中難以改變這種形貌,而且會遺傳到終成品,在后續(xù)冷軋和熱處理中難以改變這。 這是因為鋁液的凝固是從結(jié)晶器的內(nèi)壁開始,垂直于冷卻面的方向向鋁液內(nèi)部擴展,所以鑄造組織具有明顯的方向性;隨著鋁凝固層的增厚,傳熱系數(shù)減小,內(nèi)外品核的形成和長大的不一致導致晶粒的形狀、位向和大小也隨之變。 因此,為了Mn的偏析,使鑄軋坯料晶粒和枝晶內(nèi)的溶質(zhì)分布均勻,同時坯料組織中固溶體溶質(zhì)的含量,改變晶界或枝晶界上的金屬間化合物的形態(tài),變成球狀粒子,改善產(chǎn)品的性能,進行均勻化處理顯得很重要。均勻化處理依據(jù)的原理是原子擴散運動,溫度不同原子擴散速度不同,其擴散驅(qū)動力也不同。
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