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鋁卷生產(chǎn)廠家談合金的變質(zhì)和細(xì)化晶粒早在20世紀(jì)50年代,和美國(guó)等國(guó)的科學(xué)家就Al-Si合金的變質(zhì)處理進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)對(duì)Al-Si共晶體變質(zhì)有效的元素共有18種,但從經(jīng)濟(jì)性、工藝性以及對(duì)環(huán)境的污染程度等因素考慮,。 近年來,關(guān)于稀土的變質(zhì)作用和變質(zhì)機(jī)理研究得較多。20世紀(jì)8o年代初期,就稀土對(duì)Al-Si共晶合金的變質(zhì)效果進(jìn)行了研究,不同稀土元素的變質(zhì)效果不同,變質(zhì)作用強(qiáng)的稀土元素是Eu,其次是La,再次是Ce,Pr,Nd和混合稀土,而在具體實(shí)驗(yàn)條件下E:和Y則幾乎沒有變質(zhì)作用。 長(zhǎng)期的研究表明稀土元素是一種良好的長(zhǎng)效變質(zhì)劑,并且具有重熔性。例如,含0.056wt.%La的變質(zhì)合金,經(jīng)反復(fù)熔化一凝固10次,每次取樣進(jìn)行金相檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)仍有變質(zhì)效果,化學(xué)分析發(fā)現(xiàn)La的濃度尚有0.035wt.%,仍處于變質(zhì)范圍之內(nèi)。 每種稀土元素變質(zhì)劑都具有其變質(zhì)的范圍和含量,且在不同的合金中變質(zhì)的效果是不同的。稀土元素可以增加液態(tài)金屬結(jié)晶中心、增加表面張力、增加過冷度,在析出相或生長(zhǎng)相的表面生成一層吸附膜,阻礙晶粒繼續(xù)長(zhǎng)大,達(dá)到細(xì)化晶粒的目的。
在反復(fù)的過程中,晶粒細(xì)化的一般過程為:首先,晶粒被粉碎成一系列具有小角度界面的亞晶,亞晶沿著一定方向拉長(zhǎng)形成帶狀組織,亞晶帶寬度一般為幾微米或亞微米;然后,亞晶被繼續(xù)破壞,開始出現(xiàn)部分具有大角度界面的等軸晶組織;后,亞晶帶消失,顯微組織主要為具有大角度晶界的等軸晶組織。 鋁卷廠家談等通道轉(zhuǎn)角對(duì)對(duì)顯微組織的作用等通道轉(zhuǎn)角對(duì)于純金屬、合金、金屬間化合物等具有顯著的晶粒細(xì)化效果,可以0.2一0.3um尺寸的超細(xì)等軸晶組織。研究各工藝路線對(duì)晶粒細(xì)化的作用應(yīng)綜合考慮剪切面、晶體結(jié)構(gòu)和變形織構(gòu)間相互作用,因?yàn)橄噜彽来伍g剪切面的夾角今隨著工藝路線的不同而變化。 以純鋁為例,路徑Bc比A、C路徑更容易等到等軸晶粒,而路徑A比Bc和A路徑更容易的到大角度晶界,而細(xì)化晶粒的效果是路徑Bc哪。對(duì)于密排六方結(jié)構(gòu)的鎂和鎂合金,由于其主滑移發(fā)生在(000晶面,而在1120晶向是鎂的易滑移方向,所以對(duì)于鎂合金,為快的晶粒細(xì)化效果,應(yīng)采用路徑Bc。 例如,透射電鏡可觀察到等通道轉(zhuǎn)角Al一Cu一0.SZr等軸晶組織的擴(kuò)展厚度消失形貌,而該形貌在退火后消失;這種擴(kuò)展與晶界處存在大量的彈性應(yīng)變和晶體點(diǎn)陣的扭轉(zhuǎn)有關(guān),且測(cè)定了ECAP純Cu的晶界附近的彈性應(yīng)變,結(jié)果表明這。
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