冷轧工业纯铝的力学性能及退火工艺对其影响的研究

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1、DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterMECHANICALPROPERTIESOFCOLD-ROLLEDCOMMERCIALPURITYALUMINUMANDITSANNEALINGDEPENDENCECandidate：XinyuCHENStudentID:1100509096Supervisor：Prof.YaoShenAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialEngineeringSchoo

2、lofMaterialScienceAffiliation：andEngineeringDateofDefence：Jan,2013Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity万方数据万方数据万方数据上海交通大学硕士学位论文冷轧工业纯铝的力学性能及退火工艺对其影响的研究摘要工业纯铝由于其密度低、易加工、取材广泛以及成本较低等特点成为最有前景的金属材料之一。通过有效的强化机制提高工业纯铝的强度是其应用的关键。大塑性变形是提高金属材料强度的常用工艺之一。此外，塑性变形后的材料进行进一步退火处理，可以使金属材料的力学

3、性能发生改变。因此，归纳出一套合理、完整的加工工艺，对于获得性能更好的工艺纯铝具有实际意义。本文主要研究冷轧过程中工业纯铝强度与应变量之间的关系，以及通过传统退火和电脉冲退火后力学性能的变化。首先概述了金属材料中大塑性变形工艺以及退火强化等概念，为工业纯铝强化工艺的探索与选择提供基础。其次，对工业纯铝采用冷轧大变形的方式进行强化，获得不同变形量下的材料，比较其应变与强度之间的关系，并通过透射电子显微镜观察其微观结构。工作中发现进一步变形导致材料软化的现象，该现象是由于较小应变量的材料中含有高位错密度和小角晶界的等轴晶造成的。通过理论计算晶界和位错对屈服强度的贡献，进一步验证试验

4、中的观测结果。第三，对冷轧后不同强度的工业纯铝采取常规的电炉及油浴退火，并比较材料在相同退火工艺下的强度变化。工作发现，随着轧制变形后材料强度的上升，依次出现退火强化、无明显影响以及退火软化三个区域。这些现象均由退火过程中超细晶内部位错的变化规律来解释。最后，对冷轧后的工业纯铝进行电脉冲退火，并与传统退火进行比较。工作表明，经电脉冲退火后的材料强化或软化趋势与传统退火一致，区别是效果更显著。由于电脉冲退火更有利于位错回复泯灭和I万方数据上海交通大学硕士学位论文晶粒粗化的耦合作用，因此具有更高的加工效率，是值得探索的新型加工工艺。关键词：工业纯铝、冷轧、退火强化、电脉冲退火II万

5、方数据上海交通大学硕士学位论文MECHANICALPROPERTIESOFCOLD-ROLLEDCOMMERCIALPURITYALUMINUMANDITSANNEALINGDEPENDENCEABSTRACTCommercialpurityaluminumhaspropertiessuchaslowdensity,easyforprocessing,richinmineralsandlowcost,whichmakesitwideapplicationsasastructuralmaterial.Suitablestrengtheningforimprovingthestre

6、ngthofcommercialpurityaluminumisthekeytoitsapplication.Severplasticdeformationisonecommonlyusedtechnologytoimprovethestrengthofmetallicmaterials.Annealingafterplasticdeformationisanalternativewaytocontrolthemechanicalpropertiesofmetallicmaterials.Therefore,todiscoverafeasibleprocessingforcom

7、mercialpurityaluminumisofpracticalsignificance.Inthispaper,theimpactofcoldrollingonthemechanicalpropertiesofcommercialpurityaluminum,aswellaschangesinmechanicalpropertiesaftertraditionalorelectricpulseannealingwasstudied.Firstly,conceptsofseverplas