纯铝低温长时间再结晶退火工艺探讨
铝合金退火态的组织
铝合金退火态的组织
铝合金是一种优秀的材料，广泛应用于航空航天、汽车制造和建筑等行业。
在铝合金的热处理过程中，退火是一种常见的工艺，用于改善其组织和性能。
铝合金经过退火处理后，可获得细小均匀的晶粒和良好的塑性，从而提高其机械性能和加工性能。
退火是指通过加热和保温后的缓慢冷却，使材料内部的晶粒重新排列，消除内部应力，改善晶界的连续性。
退火过程中，铝合金的原子会重新排列，形成比较均匀的晶粒结构，并且晶粒尺寸相对较小。
铝合金的退火过程一般包括加热、保温和冷却三个阶段。
加热温度和时间的选择根据不同的合金成分和要求而变化。
一般来说，加热温度应该高于铝合金的固溶温度，但不能超过铝合金的熔点。
保温时间的长短决定了组织的均匀性和晶粒的粗细。
冷却过程可以通过自然冷却或者强制冷却来进行。
退火态的铝合金组织在显微镜下呈现出均匀细小的晶粒，晶粒界限清晰，且呈现出无序排列。
与未经退火的材料相比，退火态的铝合金具有更好的塑性和可加工性。
在退火态的铝合金材料中，晶界的连续性和晶粒的一致性提高了材料的强度和韧性。
总而言之，铝合金经过退火处理后，其组织得到改善，晶粒尺寸变小且均匀，获得了更好的机械性能和加工性能。
退火是一种重要的热处理工艺，为铝合金的应用提供了可靠的基础。
【研究】纯铝在步进式连续挤轧变形中的变形及晶粒细化的研究ECAP法超细晶制备纯铝
【关键字】研究纯铝在步进式连续挤轧变形中的变形及晶粒细化的研究单位名称：材料物理与化学研究所专业名称：材料物理东北大学摘要细晶强化能够在提高材料强度的同时提高材料的塑性。
在传统的细化晶粒方法中，大塑性变形方法以其可制备大块、致密的材料的同时兼有工艺简单、成本低廉等诸多优点而被广泛研究，但这些方法大多是由于一些缺陷而无法满足大规模的工业化生产。
本文改进了实现材料大变形的实验装置，在有限元模拟（FEM）指导的情况下，探索了纯铝在步进式挤轧变形中的变形及晶粒细化规律。
本文首先是通过有限元模拟，发现挤轧变形时样品的推进长度、推进速度等因素对挤轧变形过程有很大的影响，模拟后得出最佳的实验条件，然后根据模拟结果改进实验装置以及实验条件。
最后本文所采用装置推进长度为20mm，推进速度为5mm/s时，可以使纯铝试样顺利地发生挤轧变形,使得材料晶粒发生明显细化。
模拟结果表明，在推进压力一定的条件下，样品挤轧变形速率仅和样品与轧辊间的摩揩系数有关，与轧辊的转速无关。
挤轧变形及热处理实验结果表明，当挤轧道次为4道次，退火温度为200℃，退火时间为10min时，所获得的晶粒尺寸细小均匀，晶粒细化效果最好。
关键词：大塑性变形；晶粒细化；有限元分析；微观组织；纯铝。
AbstractFine-grain strengthening can improve the plasticity and toughness of materials at the same time. In traditional method of fine grains, large plastic deformation methods are widely praised highly, for its preparation that can make large, compact material with simple process, low cost, and many other advantages. But most of these methods cannot be applied for large-scale industrial production because of some defects at last. This article improves the material experiment device of large plastic deformation, and explores deformation behavior and grain refinement of the pure aluminum in step-by-step continuous extrusion-rolling process under the condition of the finite element method guidance.This article founds some factors of extrusion-rolling deformation such as the length of pushing sample, and the velocity of pushing that has a big impact on extrusion-rolling process by finite element method. The best experimental conditions can be obtained after finite element method, This article improves the material experiment device and experiment condition according to the results of the finite element method. This article shows it can make extrusion-rolling deformation of pure aluminum sample smoothly with the equipment with 20mm-long of pushing sample and 5mm/s advancing speed; meanwhile the internal grain of material has been refined. Simulation results show that extrusion-rolling deformation rate of samples is only related with the coefficient of friction between the samples and the roll, and has nothing to do with the speed of the rolling, in the given conditions of propelling pressure. The results of extrusion-rolling deformation and the heat treatment experimental shows that the fine and uniform grain can be obtained under the shear deformation for 4 times, the annealing temperature is 200 ℃, the annealing time for 10 min, and the effect of grain refinement is best.Key words: large plastic deformation; grain refinement; finite element method (FEM); microstructure; pure aluminum目录毕业设计（论文）任务................................................................ 错误!未定义书签。
工业纯铝的塑性变形与再结晶实验方案
实验方案金属的塑性变形与再结晶一，实验目的1、观察显微镜下滑移线、变形孪晶的特征；2、了解金属经冷加工变形后显微组织及性能的变化；二、概述1 显微镜下的滑移线与变形挛晶金属受力超过弹性极限后，在金属中特产生塑性变形。
金属单晶体变形机理指出，塑性变形的基本方式为滑移和孪晶两种。
所谓滑移时晶体在切应力作用下借助于金属薄层沿滑移面相对移动实质为位错沿滑移面运动的结果。
滑移后在滑移面两侧的晶体位相保持不变。
把抛光的纯铝试样拉伸，试样表面会有变形台阶出现，一组细小的台阶在显微镜下只能观察到一条黑线，即称为滑移带。
变形后的显微姐织是由许多滑移带所组成。
另一种变形的方式为孪晶。
不易产生滑移的金属，如六方晶系镉、镁、铍、锌等，或某些金属当其滑移发生困难的时候，在切应力的作用下将发生的另一形式的变形，即晶体的—部分以一定的晶面为对称面；与晶体的另一部分发生对称移动，这种变形方式称为孪晶或双晶。
孪晶的结果是孪晶面两侧晶体的位向发生变化，呈镜面对称。
所以孪晶变形后，由于对光的反射能力不同，在显微镜下能看到较宽的变形痕迹——孪晶带或双晶带。
2、变形程度对金属组织和性能的影响变形前金属为等轴晶粒，轻微量变形后晶粒内即有滑移带出现，经过较大的变形后即发现晶粒被拉长，变形程度愈大，晶粒被拉得愈长，当变形程度很大时，则加剧剧了晶粒沿一定方向伸长，晶粒内部被许多的滑移带分割成细小的小块，晶界与滑移带分辨不清，呈纤维状组织。
由于变形的结果，滑移带附近晶粒破碎，产生较严重的晶格歪扭，造成临界切应力提高，使继续变形发生困难，即产生了所谓加工硬化现象。
随变形程度的增加，金属的硬度、强度、矫顽力、电阻增加，而塑性和韧性下降。
3、形变金属在加热后组织和性能的影响变形后的金属在较低温度加热时，金属内部的应力部分消除，歪曲的晶格恢复正常，但显微组织没有变化，原来拉长的晶粒仍然是伸长的。
这个过程是靠原子在一个晶粒范围内的移动来实现的，称为回复。
变形后金属加热到再结晶温度以上时，发生再结晶过程，显微组织发生显著变化。
退火温度对高纯铝变形组织的影响_朱庆丰
轧制道次 1 2 3 4
2
试验结果及讨论
高纯铝 试 样 经 过 60% 冷轧 变 形 并 经 过 宏观 腐蚀 后， 其横截面上看不到再结晶晶 粒， 只 是 分 布 着一 些 条 状变形带( 图 1( a) ) ， 说 明 高 纯 铝 经 冷轧 变 形 后 未 发生 再结晶。当高纯铝变形经过 50 ℃ × 30 min 的退火后试 样横截面的心部出现了几个较大的晶粒， 而其余部分未 出现肉眼能辨别出的晶 粒， 如图 1 ( b ) 。当 退 火 温度分 150、 200、 300 ℃ 时， 别为 100、 试样横截面上均出现了大 量清晰的晶粒， 如图 1 ( c ～ f ) ; 随着退火温度的升高， 晶 粒形貌由片条状转变为等轴状， 晶界 由 弯 曲 变为平 直， 晶界交汇处 夹 角 趋于 120°， 这 说 明随着 退 火 温度的 升 高， 高纯铝变形组织开始发生再结晶， 并开始长大。 与图 1 中虚线框对应位置的偏光照片如图 2 所示， 由图 2 可以看出高纯铝冷轧后试样横截面上 以 变 形组 整个横截面上只有少数 几 个 相 当 细 小 的 晶 粒， 织为主， 如图 2( a) ; 当试样经过 50 ℃ × 30 min 退 火 后 ， 试样横
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第 36 卷
将退火炉升温到预 设 温度 然 后 再 放 入 试 样， 完成退火 。 后将试样取出迅速放入水中 取不同试样进行硬度测 试及宏微观组织分析。硬 度 测 试 采 用 452SVD 型硬 度 计， 载荷为 3 kg， 加载时 间 为 15 s。 试 样 经 精 磨后， 采 用由硝酸、 盐酸、 水按 3∶ 4∶ 3 的体积比及足量的铜 配 制 成的宏观 腐蚀液 进 行 宏观 腐蚀， 观 察 试 样 宏观 组织。 对试样进行 电 解 抛 光 ( 电 解 抛 光 液 为: 高 氯 酸 与 无 水 乙醇组成的混合 液， 体积比例为 1 ∶ 4 ) ， 再进行阳极制 H2 SO4 和 蒸馏 水 组 成 的 混 合 液， 模( 制膜液为 H3 PO4 ， 比例为 43∶ 38∶ 19 ) ， 用偏光显微镜观察微观组织。
小议双零铝箔的退火工艺改进及其轧制工艺控制
关键词： 铝箔；退火；轧制；控制；分 为 １２３５－Ｏ，厚度为 ０．００６～０．００７ｍｍ，卷径 肪酸、高级脂及高级醇。酸类分子的极性
切工艺
３００～５００ｍｍ，宽度分别为 ３５０、４６０、５２０、 强，与 铝 箔 表 面 形 成 较 为 牢 固 的 吸 附 膜 ，
双零铝箔发粘现象包含现两层意思： ７８７、９２０、１０２４、１２１６ｍｍ，根据试验铝箔 在较高的退火温度下，发生油膜碳链的分
一、双零铝箔退火工艺改进
试验结果见表 １ ， 根据试验数据，经分 量使用。
（ 一 ） 双 零 箔 成 品 退 火 制 度 的 原 则 析研究，确定工业生产的退火温度在 ２ ５ ０
轧制油温的控制很重要。随着轧制油
通常双零箔退火的目的，一是为了获 ℃以下，可消除铝箔的发粘缺陷。
温的增加，轧制油变稀可能润滑不良，使
退火试验结合工业生产，选用 １ ０ ｔ 箱 好，无难闻气味等。
文从退火工艺及轧制工艺改进的角度，介 式循环空气炉，加热功率为 ３ ６ ０ ｋ Ｗ ， 最高
轧制油一般以矿物油为基油，粘度为
绍了一些解决这一问题的有效措施。
加热温度为 ５ ３ ５ ℃。试验铝箔的合金状态 （１．５～３．０ ）× １０－６ｍ２／ｓ，添加剂为高级脂
三、分切工艺控制
的馏程一般约为 ２００～２ ６ ０℃，过去制定的
表 １ 铝箔退火试验结果对比
铝箔的表面除油质量，除与轧制工序
退火工艺，退火温度一般为 ３ ０ ０ ～４ ０ ０ ℃，
二、轧制工艺控制
和退火工序的质量控制有关外，还与分切
退火周期 １ ０ ～４ ０ ｈ 。这种退火制度，由于
通过适当的退火工艺，可以达到良好 工序的卷紧程度有关。由于铝箔卷在退火
AA6014铝合金退火再结晶机制及成形性能研究
AA6014铝合金退火再结晶机制及成形性能研究随着6xxx系铝合金在汽车工业上推广应用,对6xxx系铝合金的研究已然成为热点。
6xxx系铝合金主要用于制造汽车外板,被要求具有强度高、成形性好的综合性能。
目前对6xxx系铝合金研究主要集中在固溶及时效处理,但对其退火过程、再结晶行为研究极少。
本文对AA6014合金再结晶行为及退火条件和第二相粒子对再结晶影响进行了研究,同时探究了合金成形性能、组织及织构之间的内在关系。
对冷轧态AA6014铝合金板材中部（C）和边部（E）材料在200<sup>o</sup>C 和300<sup>o</sup>C下对其进行50°C/h慢速升温的退火,确定材料再结晶温度。
对材料C采用50°C/h和1.26×10<sup>6o</sup>C/h的两种退火升温速率,分别在200<sup>o</sup>C、300<sup>o</sup>C、400<sup>o</sup>C、500<sup>o</sup>C、560<sup>o</sup>C进行退火处理。
采用硬度以及沿轧向（0<sup>o</sup>）、45<sup>o</sup>以及横向（90<sup>o</sup>）单向拉伸试验研究其力学性能,使用光学显微镜（OM）、背散射电子衍射（EBSD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）以及X射线衍射（XRD）等手段表征其微观组织结构,通过粘塑性自洽（VPSC）模型对塑性应变比（r值）和成形极限图（FLD）进行模拟分析。
综合分析了退火条件对AA6014铝合金再结晶退火机制及成形性能的影响。
主要得到以下结论:（1）材料C和E的再结晶行为有较大差异。
高纯铝靶材再结晶规律的试验研究
492011，Vol．39，ɴ3收稿日期：2010－09－16基金项目：北京冶科－佳斯瑞奖学基金资助第一作者简介：李慧琴（1963－）女，辽宁宽甸人，教授。
高纯铝靶材再结晶规律的试验研究李慧琴1，韩强1，麻永林1，邢淑清1，江丽萍2（1．内蒙古科技大学材料与冶金学院，内蒙古包头014010；2．包头稀土研究院，内蒙古包头014030）摘要：以高纯铝锭为试验料，进行冷轧及再结晶退火试验，研究不同退火工艺对其再结晶过程的影响，以控制晶粒的大小。
采用Axiover 25蔡司金相显微镜观察组织。
结果表明，冷轧压下量为40%时，最优的退火工艺为：退火温度330ħ，保温时间10min ，水淬，可以获得晶粒度在200μm 以内的高纯铝板。
关键词：靶材；高纯铝；再结晶中图分类号：TG146．21；TG166．3文献标识码：A文章编号：1007－7235（2011）03－0049－04Experimental study on recrystallization law of high pure aluminum targetLI Hui-qin 1，HAN Qiang 1，MA Yong-lin 1，XING Shu-qing 1，JIANG Li-ping 2（1．School of Material and Metallurgy ，Inner Monglia University of Science ＆Technology ，Baotou 014010，China ；2．Baotou Research Institute of Rare Earth ，Baotou 014030，China ）Abstract ：The cold rolling and recrystallization annealing experiments of high pure alumi-num have been studied．The effect of different annealing processes on recrystallization hasbeen investigated for controlling grain size．The microstructure has been observed by Axiover 25Zeiss microscope．The results indicate that the optimal annealing system for 40%of cold rolling reduction strip is 330ħwith 10min holding and then water quenched．This way can control the grain size of high pure aluminum strip within 200μm．Key words ：target material ；high pure aluminum ；recrystallization靶材作为一种镀膜材料被广泛运用于高新技术中，特别是在液晶显示器面板、大规模集成电路以及光盘产业有着不可替代的作用。
基于回复及再结晶过程退火的分析
再结 晶过程——再结 晶品核是消除 了加 工硬化 、结构上 较为完整的新晶粒 ，但 晶核外的基体仍处于 变形状态 ， 它们 间的储能差就成为晶界迁移的驱动力 ，在这种驱动 力作用下 ，品核将以晶界 向周 围变形基体 中推进的方式 而 长大 。
火 。高 温 退 火 的 目的 在 于 让材 料 充 分 软 化 ，低 温 退 火 则 是为 了消除应力或得到半硬性 质，这种分类只是具有温
一
一
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加工硬化将会基本保 留。如果 回复时发生 了业 晶形成即 粗化这样的过程 ，因为消除了亚 晶内位错 ，加工硬化可 能会大大的降低，那就是意味着其强度值 与亚 晶尺 的 ｝ 关 系可用霍芬——佩奇公式 来计算。因为多边化等位错 重 组过程 的倾向 与金 属的堆垛 层错能有 关 ，所以 回复 阶段性能变化的急剧程度 ，这就 力学的性 能而言 ，其实 也 就 是 回复 时 的软 化 能 力。 当然 ，其 也 与堆 垛 层错 能 有 直接联 系，通常情况下不同金属及合金会表现 出不 同的 软化倾 向。 由于堆垛层错能较低 ，不易发生多边化等过 程 ，所以在金属热加工常用的金属及合金中，铜 、镍及 银 等 ，在 回复 阶段 软 化 很 少 。 比如 说 ，铝 、钛 等 堆 垛 层 错 能高 ，因此在回复阶段加工硬化会 出现明显的降低 ； 又如某些体心立方晶格的难熔金属 ，如钨 、铂等 ，在 回 复阶段软化最剧。因为没有再结 晶的钨及钳具有较低的 冷脆温度 ，所以可以仅利用 回复退火来消除加 工硬化并 获得 良好的塑性。 （ ）回复阶段硬化现象。某些金属及合金在 Ｌ复 三 ｎ Ｊ 退火温度下 ，硬度、强度特别是 屈服极限和弹性极限不 仅 不降 低 ，反 而升 高 ，这 种 现象 称 为 低 温 退火 的硬 化 效 应 。工 业中可利 用这 种效应提 高弹簧 及簧膜的弹性 极 限 。大 多数 铜 基 及 镍基 合 金 存 在这 种 硬 化 效 应 。对 这 些 合 金 的研 究 表 明 ，硬化 值 与 固溶 体成 分 有 关 ，同溶 体 浓 度 增高 ，硬 化 值加 大 。硬 化 值 也 与冷 变 形 程 度 有关 ，冷 变形程 度增加 ，硬化值通常也增加 。低温退火的硬化常 呈 可 逆性 ，即 退 火 后冷 变 形 引起 软化 ，随 后 退 火 又 重新 硬化 。引起软化的压缩率为 １ 一５ ％ ％。低温退火的硬化效 应是较为普遍的现 象。 目前认为 ，这种硬化效应有各种 不 同机制 ，它们 因合 金不 同而 有所 区 别 。 二、再结晶 从某一退火温度外始 ，冷变形金属显微组织发生 明 显 变化 ，在 放 大 倍 数 不太 大 的 光 学 显微 镜 下 山能观 察 到 新生的晶粒 ，这种现象称为再结晶。再结 晶时不仪 由新 的等轴 的晶粒代替旧的被拉长的 晶粒 ，而且其内部结构 更加完善。再结晶前通常会发生 回复过程 ，回复对再结 晶形核的影响有两重性 。回复时空位浓度大大减少 ，这 使控制 再结 晶晶核形成的扩 散过程减 慢 ： 复时多边 化等过 程的影响 则较为复 杂 ：在变形 程度较 小的某些 金属中 ，亚 晶将以大约相 同的速度在 整个体积中形成和 长大 ，并可能达到较为均匀粗大的尺 寸和结构的高度完 整性 ？当发生原位再结 晶时 ，亚晶结构极为稳 定，这种 状态将可能使金属 ・ 直到熔点还观察不到再结 晶过程发 生 ；若在变形金属中位错分布不均匀，则在条件有利的 部位多边化将进行较快而生成粗 大的亚晶 ，这种亚 品就 会吞食相邻亚晶而长大 ，逐步成为再结晶晶核 。因此 ， 这种情况下的多边化将成为再结 晶的起始阶段 ，有利 于