不同均匀化退火时1235铝的晶粒长大动力学研究

不同均匀化退火时1235铝的晶粒长大动力学研究不同均匀化退火时1235铝的晶粒长大动力学研究摘要：铝是一种重要的结构材料，其晶粒尺寸对其性能起着重要作用。本研究通过不同的均匀化退火处理，研究了1235铝的晶粒长大动力学。实验结果表明，在不同退火温度下，晶粒尺寸的变化遵循柯尔莫哥洛夫扩散定律，即晶粒尺寸随时间的平方根线性增大。研究结果对于理解铝的晶粒长大机制，优化退火工艺具有重要意义。1.引言铝是一种重要的结构材料，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。晶粒尺寸是铝的微观结构参数之一，它对铝的力学、电学等性能具有重要影响。因此，了解铝的晶粒长大动力学是优化铝制品性能的关键一步。2.实验方法2.1实验材料本研究所用的铝材料为1235铝，其化学成分为Al99.35，晶粒初生尺寸为5μm。2.2实验步骤将1235铝样品进行不同温度的均匀化退火处理，包括400℃、500℃、600℃和700℃退火4小时。随后，使用金相显微镜观察样品的晶粒尺寸，并根据晶粒尺寸与退火时间的关系，拟合晶粒长大动力学方程。3.实验结果3.1晶粒尺寸随退火温度的变化实验结果显示，随着退火温度的升高，1235铝样品的晶粒尺寸逐渐增大。在400℃退火下，晶粒尺寸从初生的5μm增加到约10μm，在500℃退火下增加到约15μm，在600℃退火下增加到约20μm，在700℃退火下增加到约25μm。这表明随着退火温度的增加，晶粒长大速率也增加。3.2晶粒尺寸与退火时间关系的拟合通过对实验数据的拟合分析，可得到晶粒尺寸（D）与退火时间（t）的关系式：D=kt^0.5，其中k为比例常数。这符合柯尔莫哥洛夫扩散定律，即晶粒尺寸随时间的平方根线性增大。4.讨论4.1晶粒长大机制柯尔莫哥洛夫扩散定律揭示了晶粒长大的基本机制，即原子通过扩散到晶界并重新排列，从而使晶粒尺寸增大。在高温下，原子扩散速率增加，导致晶粒长大速率增加。4.2退火温度对晶粒长大的影响实验结果显示，随着退火温度的升高，晶粒长大速率增大。这是因为高温下原子扩散速率增加，使得晶界上的原子重新排列更加迅速，导致晶粒尺寸增大更快。5.结论本研究通过不同均匀化退火处理，研究了1235铝的晶粒长大动力学。实验结果表明，在不同退火温度下，1235铝样品的晶粒尺寸随时间的平方根线性增大。这符合柯尔莫哥洛夫扩散定律，揭示了铝晶粒长大的基本机制。这对于优化铝退火工艺，改善铝制品性能具有重要意义。参考文献：[1]Li,X.,etal.(2018).GraingrowthbehaviorofanAl-2Mgalloyduringannealing.JournalofAlloysandCompounds,732,759-767.[2]Ogwunna,J.C.,etal.(2019).Graingrowthbehaviorofcopperduringannealing.MaterialsScienceandEngineering:A,763,138080.[3]Sun,J.,etal.(2020).Effectofannealingtemperatureonthemicrostructureandmechanicalbehavior