预变形温度对Al-Mg合金再结晶{111}/{111}近奇异晶界的影响

相较于一般晶界,{111}/{111}近奇异晶界具有更高的腐蚀抗力,如何提高此类晶界比例以从根本上改善晶间腐蚀性能是Al-Mg合金研究的一个新课题。首先在180~300℃对组织均匀化的Al-Mg合金样品进行厚度减缩量为80%的预变形轧制,随后立即在380℃保温20 min完成再结晶。采用基于电子背散射衍射和五参数分析的晶界界面匹配定量表征方法测定再结晶样品中的{111}/{111}近奇异晶界比例。结果表明,预变形温度对Al-Mg合金后续再结晶退火过程中{111}/{111}近奇异晶界的形成有显著影响,表现为{111}/{111}近奇异晶界比例随预变形温度的升高呈现先上升后下降的变化规律,经210℃预变形后再经380℃/20 min再结晶退火的样品,其{111}/{111}近奇异晶界比例达到极大值,为6.18%。分析指出,经不同温度预变形的样品形成不同的变形亚结构,其在后续退火过程中的再结晶行为存在显著差异;经210℃预变形的样品,其在后续退火过程发生连续再结晶行为,这是其{111}/{111}近奇异晶界比例达到极大的主要原因。

轧制变形及再结晶00Cr12铁素体不锈钢中的{011}/{011}近奇异晶界

不同于低层错能面心立方结构的奥氏体不锈钢,高层错能体心立方结构的铁素体不锈钢在形变及再结晶等组织重构过程中很难形成结构稳定且十分耐蚀的奇异晶界(共格孪晶界).研究{011}/{011}近奇异晶界的影响因素和形成机理,将有可能为改善铁素体不锈钢,特别是低Cr铁素体不锈钢晶间腐蚀性能提供晶界工程新思路.本文选用经固溶处理和组织均匀化处理的00Cr12低Cr铁素体不锈钢为实验材料,5个平行试样分别在350℃,500℃,580℃,650℃和690℃进行厚度减缩量为70%的单向轧制变形后,立即进行750℃、2 h再结晶退火处理.使用基于电子背散射衍射和五参数分析的晶界界面匹配表征方法对上述样品进行测试和分析发现,轧制温度对00Cr12铁素体不锈钢再结晶{011}/{011}近奇异晶界比例有显著影响,再结晶后的{011}/{011}近奇异晶界比例随再结晶退火前轧制温度的升高先上升再下降,其中经650℃轧制的样品,其再结晶后{011}/{011}近奇异晶界比例达到极大值6.82%.取向分布函数(ODF)和重叠极图晶界迹线分析表明,经650℃轧制的样品,其再结晶组织中形成了强的{011}<0-11>织构;具有{011}<0-11>及其漫散取向的晶粒之间较多地存在<011>/θ取向差关系(θ为绕<011>的旋转角),其关联晶界为{011}/{011}近奇异晶界,这是经650℃轧制的样品,其再结晶后{011}/{011}近奇异晶界比例达到极大值的原因.离线原位表面侵蚀实验表明,{011}/{011}近奇异晶界的腐蚀抗力显著高于一般晶界.因此,基于本文研究结果,进一步调控并提高{011}/{011}近奇异晶界的比例将有助于从根本上显著改善00Cr12铁素体不锈钢晶间腐蚀性能.

不同温度轧制Al-Zn-Mg-Cu合金再结晶后的{111}/{111}近奇异晶界

经470~520℃双级固溶处理的国产Al-Zn-Mg-Cu (7A85)合金分别在250、300、350、400和450℃施行厚度减缩量为80%的轧制变形后,立即经520℃、30 min完成再结晶退火处理。采用基于电子背散射衍射和五参数分析的晶界界面匹配表征方法对上述试样进行测试和分析发现,轧制温度对后续再结晶退火{111}/{111}近奇异晶界的形成有显著影响,表现为{111}/{111}近奇异晶界比例随轧制温度的升高呈现先上升、然后下降至一定值并保持基本恒定的变化规律;经300℃轧制及后续再结晶退火,{111}/{111}近奇异晶界比例达到极大值5.0%,是奇异晶界(共格孪晶界)比例的近10倍。对试样显微组织进行观察和分析表明,经300℃轧制,样品中形成特定变形亚结构,并且具备一定形变储能,在后续再结晶退火过程中,其组织演化以连续再结晶为主,有利于{111}/{111}近奇异晶界的形成。相反,经350℃及以上温度轧制,试样发生了不连续动态再结晶,不利于后续退火{111}/{111}近奇异晶界的形成;经250℃轧制,试样内存在较高储能,在后续退火过程中发生了不连续再结晶,也不利于{111}/{111}近奇异晶界的形成。离线原位表面侵蚀实验和高分辨透射电子显微镜观察表明,{111}/{111}近奇异晶界的腐蚀抗力显著高于一般晶界,此类晶界具有旋错结构特征,其结构有序度显著高于一般晶界。