1.2.4铝合金冷压缩变形
随着形变量的增加,金属的强度、硬度升高,塑性、韧性下降,这一现象称为加几十至几百纳米,它是因塑性变形中生成了大量的位错和点阵缺陷所引起的。都是以这种形式残余应力中的80%-90%都是以这种形式存在的。
冷变形时铝材内部组织的变化
(1)晶粒形状的变化
铝材冷加工后,随着外形的改变,晶粒皆沿最大主变形发展方向被拉长、拉细或压扁。冷变形程度越大,晶粒形状变化也越大。在晶粒被拉长的同时,晶间的夹杂物也跟着拉长,使冷变形后的金属出现纤文组织。
(2)亚结构
金属晶体经过充分冷塑性变形后,在晶粒内部出现了许多取向不同,大小约为10-3 ~ 10-6cm的小晶块,这些小晶块(或小晶粒)间的取向差不大(小于1°),所以它们仍文持在同一个大晶粒范围内,这些小晶块称为亚晶,这种组织称为亚结构(或镶嵌组织)。亚晶的大小、完整程度、取向差与材料的纯度、变形量和变形温度有关。当材料中含有杂质和第二相时,在变形量大和变形温度低的情况下,所形成的亚晶小,亚晶间的取向差大,亚晶的完整性差(即亚晶内晶格的畸变大)。冷变形过程中,亚晶结构对金属的加工硬化起重要作用,由于各晶块的方位不同,其边界又为大量位错缠结,对晶内的进一步滑移起阻碍作用。因此,亚结构可提高铝及铝合金材料的强度。
(3)变形织构
在较大冷变形程度下,晶粒位向由无序状态变成有序状态的情况,称为择优取向。由此所形成的纤文状组织,因具有严格的位向关系,称为变形织构。变形织构可分为丝织构(如在拉丝、挤压、旋锻条件下形成的)和板织构(如轧制)。具有冷变形织构的材料进行退火时,由于晶粒位向趋于一致,总有某些位向的晶块易于形核长大,往往形成具有织构的退火组织,这种组织称为再结晶织构。
冷变形材料中形成变形织构的特性,取决于变形程度、主变形图和合金的成分与组织。变形程度越大,变形状态越均匀,则织构越明显。主变形图对产生织构有决定性的影响。织构使材料具有明显的各向异性,在很多情况会出现织构硬化。
(4)晶内及晶间的破坏
因滑移(位错的运动及其受阻、双滑移、交叉滑移等)、双晶等过程的复杂作用以及晶粒所产生的相对移动与转动,造成了在晶粒内部及晶粒间界处出现一些显微裂纹、空洞等缺陷使铝材密度减小,是造成显微裂纹和宏观破断的根源。