铝合金纤维晶低温下'碎化'为超细等轴的机理

摘要

本文着重探讨这种粗大纤维晶粒"碎化"为超细等轴晶的转变动力学机理.结果表明:其一,铝薄板在深冷处理过程产生的收缩内应力高达193-232Mpa,远远超过该材料的断裂强度;其二,从室温(293K)快速冷却到液氮(77K)时,单个晶粒的三维收缩距离分别4×10-8、2×10-3和2×10-2mm,相差数十万倍,为非对称不均匀收缩;其三,深冷处理前粗大纤维晶粒类似超薄千层饼,从室温到低温的冷却过程中,原子间距会逐渐靠近收缩过程中驱动位错滑移,在收缩内应力的作用下位错向晶界、相界或稠密位错墙聚集,滑移到晶界或相界的位错终止移动,而聚集在稠密位错墙的位错宽度逐渐增加,而稠密位错墙两侧晶粒的取向逐渐加大,当这种趋势逐渐累积到一定程度时,纤维晶粒裂解为两个或多个晶粒,这种裂解出新生晶粒随着温度的进一步降低和低温保温时间的延长,在新生晶粒中再次发生上述类似过程,最终将粗大纤维晶粒"碎化"为众多超细等轴晶粒,在低温处理结束回复到室温的过程中,这种超细晶粒的形貌保留下来,这就是纤维晶粒在低温下的"碎化"机理.