文档介绍：混晶纳米结构 Al-1%Si 材料的
制备与力学性能

重庆大学硕士学位论文
(学术学位)

学生姓名:陈艳丽
指导教师:刘庆教授
专业:材料科学与工程
学科门类:工学

重庆大学材料科学与工程学院
二 O 一三年五月
Microstructure、texture and mechanical
properties of Al-1%Si alloy

A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Master‟s Degree of Engineering
By
Chen Yanli

Supervised by Prof. Liu Qing
Specialty: Material Science and Engineering

College of Material Science and Engineering of
Chongqing University, Chongqing, China
May 2013
重庆大学硕士学位论文中文摘要

摘要

相比于普通的粗晶材料,纳米晶及超细晶材料通常具有极高的强度,但是其
塑性较差,从而限制了它们在工业中的实际运用。人们围绕如何提高纳米材料塑
性的问题开展了广泛深入的研究,提出了多种方法。研究发现,可以通过对纳米
材料进行适当条件的退火,在纳米基体结构中引入一定量的再结晶结构,形成由
强化相(纳米晶)和塑性相(再结晶晶粒)组成的混合结构,从而实现纳米材料
的性能优化。
本文以经过98%变形量冷轧的超大应变铝硅合金为原始材料,对形变材料进行
了不同工艺的退火处理,然后运用电子通道衬度(ECC)、透射电镜(TEM)、
电子背散射衍射(EBSD)、硬度测试和拉伸试验等技术手段研究了不同退火工艺
下形变材料的微观组织、织构和力学性能,找出制备混晶纳米结构的退火工艺,
并且对该退火工艺下材料的微观组织与性能之间的关系进行了研究。主要研究结
果如下:
① 98%冷轧变形铝硅合金在 210℃下退火保温 20-120min 时,材料的微观组
织为微纳混合结构。退火 20min 后组织中出现再结晶晶核,其体积分数和平均晶
粒尺寸随着退火时间的增加不断增大,到退火 300min 时,组织中再结晶晶粒体积
分数达到 %,达到了完全再结晶状态,此时材料转变为微米晶结构。
② 98%冷轧变形铝硅合金在 210℃下退火不同时间时,再结晶晶核基本都是
随机取向,随着退火时间增加,材料中随机取向的晶粒体积分数增加,组织中基
本没有 Cube 取向晶粒,而是出现了少量旋转立方取向晶粒。
③材料的屈服强度和拉伸强度随着组织中再结晶晶粒体积分数以及再结晶
晶粒平均尺寸的增加而降低,塑性则随之增加,并没有出现强度-塑性匹配良好的
状况。

关键词:铝硅合金,微观组织,织构,力学性能

I
重庆大学硕士学位论文英文摘要

ABSTRACT

Nanostructured and ultrafine-grained metals have superior mechanical properties
over their coarse-grained counterparts . However , these materials always exhibit low
tensile ductility that limits their pratical application. Annealing is an important process
to control and improve the mechanical properties of materials. Therefore, it is important
to investigate the evolution of microstructure, texture and mechanical properties of the
annealing materials during annealing to optimize the annealing process and hence
properties.
98% cold rolled Al-1%Si alloy was ann