熱變形過程中，在應(yīng)力狀態(tài)作用下，鋁及鋁合金材料一般發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)與再結(jié)晶。
一、鋁及鋁合金在熱變形過程中的回復(fù)
鋁及鋁合金在熱變形過程中的堆垛層錯(cuò)能較大，自擴(kuò)散能較小。在高溫下，位錯(cuò)的滑移和攀移比較容易進(jìn)行。因此，動(dòng)態(tài)回復(fù)是它們?cè)跓嶙冃芜^程中的惟一軟化機(jī)構(gòu)。高溫變形后，對(duì)鋁合金材料立即觀察，在組織中可看到大量的回復(fù)亞晶。將動(dòng)態(tài)回復(fù)的組織保持下來，已成功地用來提高6063合金建筑擠壓型材的強(qiáng)度。
研究證明：發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)有一個(gè)臨界變形程度，只有達(dá)到此值時(shí)才能形成亞晶；形成亞晶的變形程度與變形溫度和變形速度有關(guān)。當(dāng)變形達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，亞晶也保持一個(gè)平衡形狀（針狀、條狀或等軸狀等）；亞晶的取向一般分散在1度至7度的寬廣范圍內(nèi)；熱變形達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，亞晶的平均尺寸有一個(gè)平衡值。鋁材在熱變形后的力學(xué)性能僅取決于最終的亞晶尺寸，而與其它變形條件無關(guān)，因而有可能采用控制變形條件的方法，來獲取所需要的亞晶尺寸，然后通過足夠快的冷卻速度來抑制產(chǎn)生靜態(tài)再結(jié)晶，而將該組織保持下來。
二、鋁材熱變形過程中的再結(jié)晶
熱變形進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，鋁材內(nèi)部發(fā)生全面的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，隨著變形的繼續(xù)，回復(fù)與再結(jié)晶又反復(fù)進(jìn)行，其組織狀態(tài)已不隨變形量的增加而變化。但是，由動(dòng)態(tài)再結(jié)晶而導(dǎo)致軟化的鋁材，其組織一般難以保持，因此就在熱變形完結(jié)后，靜態(tài)再結(jié)晶即迅速發(fā)生而替代了那種“加工結(jié)構(gòu)”。所以熱變形過程中的再結(jié)晶，包括與變形同時(shí)發(fā)生的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和各道次之間，變形完結(jié)后冷卻時(shí)所發(fā)生的靜態(tài)再結(jié)晶。但熱變形時(shí)起軟化作用的主要還是動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。研究結(jié)果表明：1）動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的臨界變形程度很大；2）動(dòng)態(tài)再結(jié)晶易于在晶界及亞晶界處形核；3）由于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的臨界變形程度比靜態(tài)再結(jié)晶大得多，因此，一旦變形停止，馬上會(huì)發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶；4）變形溫度愈高，發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶與靜態(tài)再結(jié)晶所需要的時(shí)間就愈短。應(yīng)控制變形條件，以獲得最佳的組織結(jié)構(gòu)。 |
