金属学报

作者：李振想, 王卫国, Rohrer Gregory S, 洪丽华, 陈松, 林燕, 周邦新

单位：1 福建理工大学 晶界工程研究所 福州 350118；2 福建理工大学 材料科学与工程学院 福州 350118；3 Department of Materials Science and Engineering, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, PA15213 -3890, USA；4 上海大学 材料研究所 上海 200072

关键词：高纯Al,深冷轧制,近奇异晶界,晶界界面匹配,

基金：国家自然科学基金项目(51971063);福建省自然科学基金项目(2021J011076)

{111}/{111}近奇异晶界比一般晶界更耐蚀，研究此类晶界的形成条件、影响因素和生成机制，设法调控此类晶界并提高其比例是改善相关铝合金晶界间耐腐蚀性能的根本途径。为了解铝合金生成{111}/{111}近奇异晶界的本征行为，本工作选择高纯Al (99.99%)为实验材料，首先经室温反复多向锻造和370 ℃再结晶退火获得晶粒尺寸均匀(平均晶粒尺寸约为20 μm)且晶粒取向随机分布的组织均匀化初始样品；再将初始样品分别在室温(25 ℃)和-196 ℃深冷条件下进行厚度减缩量为80%的轧制变形，及370 ℃、30 min再结晶退火处理。采用EBSD和基于五参数分析的晶界界面匹配定量表征方法对2种样品进行测试和分析。结果表明，经-196 ℃深冷轧制并再结晶的样品，其{111}/{111}近奇异晶界比例达到6.0%，相比室温轧制并再结晶的样品提升了122%。XRD、EBSD及硬度测试结果表明，经室温和-196 ℃深冷轧制的样品中均形成了较强的{011}<111¯>形变织构；相比于室温轧制，经-196 ℃深冷轧制的样品内残余压应力更大，晶粒碎化更严重、储能更高。在后续370 ℃退火过程中，经室温和-196 ℃深冷轧制的样品，其再结晶机制均以{011}<011¯>取向生长为主；相比于室温轧制，经-196 ℃深冷轧制的样品可提供更大的晶界迁移驱动力，其样品再结晶组织的平均晶粒尺寸更大且{011}<011¯>再结晶织构更强。统计结果表明，{011}<011¯>取向晶粒与其他取向的晶粒毗连所形成的晶界中存在较高比例的{111}/{111}近奇异晶界；同时，{011}<011¯>取向晶粒与其相邻的且具有{011}<011¯>漫散取向的晶粒间也形成较多的{111}/{111}近奇异晶界，这是导致经-196 ℃深冷轧制及再结晶的样品中{111}/{111}近奇异晶界比例较高的主要原因。

来源：2025年第11期

《金属学报》期刊编辑部

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