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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 金属 » 交流互助 » 【讨论】固溶处理后枝晶消除，形成细小等轴晶粒，如何解释？请教高手！
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tiger808

木虫 (正式写手)

[交流] 【讨论】固溶处理后枝晶消除，形成细小等轴晶粒，如何解释？请教高手！

各位大虾，我最进熔铸了一种有色合金，发现在铸态下形成了粗大的树枝晶，最大可达200微米，但是经过固溶处理后，枝晶熔断，形成了细小(晶粒尺寸不够均匀)的等轴晶，总体上晶粒尺寸要远小于铸态时的尺寸。这好像不合常理，下面附上铸态和固溶处理时的同倍数图片，欢迎讨论！
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1楼 2010-11-17 20:19:10
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

comma

专家顾问 (知名作家)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
tiger808(金币+1): 2010-11-18 17:35:44
1.楼主的两张组织形貌是否是铸锭相同位置的？
2.晶粒尺寸统计区域有多大，晶粒个数有多少？
3.固溶处理怎么会“熔断”？
4.固溶之前有无其他处理过程？比如锻造？
5.没有储存能做驱动力哪有再结晶一说？
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11楼2010-11-18 12:09:03
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nuchbj

金虫 (正式写手)
★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
qlf_126: 金币+1, 感谢参与！！ 2012-03-20 10:18:09
固溶在升温过程再结晶，然后充分溶解周围的相，不平衡的组织，比如说枝晶也会融入，然后在迅速冷却过程中达到过饱和固溶体，过程中就会生成过饱和细小晶粒
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42楼2011-12-20 21:09:52
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普通回帖

jfling2820

木虫 (正式写手)
★ ★
tiger808(金币+1):谢谢参与
caocao4735(金币+1):谢谢交流 2010-11-18 08:43:21
应该是发生了再结晶的结果，应该考虑下有色金属的亚晶。。。
赞一下(2人) 回复此楼
2楼2010-11-17 20:37:24
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wsq_7710

木虫 (职业作家)
★ ★
tiger808(金币+1):谢谢参与
caocao4735(金币+1):谢谢交流 2010-11-18 08:43:12
可能静态再结晶了，跟合金内部能量有关，明天查查书再讨论
赞一下(2人) 回复此楼
3楼2010-11-18 02:27:00
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fencheng999

木虫 (正式写手)
★ ★
tiger808(金币+1):谢谢参与
caocao4735(金币+1):谢谢交流 2010-11-18 08:43:06
枝晶破碎，再结晶
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4楼2010-11-18 08:18:44
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sourbing

木虫 (正式写手)
★ ★
tiger808(金币+1):谢谢参与
caocao4735(金币+1):谢谢交流 2010-11-18 08:42:49
铸态是从外向里慢速冷却，必然要出现枝晶
后期的热处理，奥氏体化后保温，均匀的成核，形成晶粒，这很正常啊
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5楼2010-11-18 08:25:18
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tiger808

木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by sourbing at 2010-11-18 08:25:18:
铸态是从外向里慢速冷却，必然要出现枝晶
后期的热处理，奥氏体化后保温，均匀的成核，形成晶粒，这很正常啊

我熔铸的是有色金属，何来的奥氏体化温度？然后我只是认为经过固溶处理形成的晶粒不应该比铸态的细小，特向虫友给个合理解释，谢谢您的回答。
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6楼2010-11-18 09:00:50
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tiger808

木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by wsq_7710 at 2010-11-18 02:27:00:
可能静态再结晶了，跟合金内部能量有关，明天查查书再讨论

等待您的最佳答案！
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7楼2010-11-18 09:01:53
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tiger808

木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by fencheng999 at 2010-11-18 08:18:44:
枝晶破碎，再结晶

能给个详细点的解释吗？最好从再结晶形核和晶粒长大过程解释枝晶是如何被细化的。解释合理有奖！
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8楼2010-11-18 09:04:24
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tiger808

木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by jfling2820 at 2010-11-17 20:37:24:
应该是发生了再结晶的结果，应该考虑下有色金属的亚晶。。。

麻烦给个详尽点的解释，解释合理有奖！
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9楼2010-11-18 09:05:31
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jackiejia

铁杆木虫 (正式写手)
★ ★
tiger808(金币+1):谢谢参与
tiger808(金币+1): 2010-11-18 17:35:00
caocao4735(金币+1): 谢谢交流 2010-11-19 07:17:36
想请问楼主，熔铸的方法是什么，还有就是什么合金。固溶主要的是溶质原子溶入基体，如果基体的枝晶要消除，固溶的时间很短，一般达不到扩散所需的要求。再结晶是可能的解释，但是主要疑问是，对于熔铸的金属，再结晶的驱动力在哪？
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10楼2010-11-18 10:34:54
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wsq_7710

木虫 (职业作家)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
http://www.docin.com/p-33775512.html
看看这个，借鉴一下
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12楼2010-11-18 13:38:35
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anakin_07

银虫 (正式写手)

呵呵

★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
tiger808(金币+2): 2010-11-18 17:36:19
应该说是重结晶吧。。
再结晶是指的应变状态的组织在应变能驱动下发生的组织转变过程吧。。。
一般来说，金属在凝固过程中也是发生相变的，室温相和高温相不同。从室温加热到高温下，室温的相重新变成高温时的相了。这个过程也是要发生形核和长大的，所以原来的枝晶就被新的晶粒所取代了。而且，凝固时的偏析导致枝晶之间的界面处容易成为形核点。
一般有色金属加热过程中的相变比钢铁简单。
楼主应该把金属种类说出来。
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13楼2010-11-18 14:08:12
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wwx985

木虫 (小有名气)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
，很有意思的现象，值得细究
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14楼2010-11-18 15:46:02
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tiger808

木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by anakin_07 at 2010-11-18 14:08:12:
应该说是重结晶吧。。
再结晶是指的应变状态的组织在应变能驱动下发生的组织转变过程吧。。。
一般来说，金属在凝固过程中也是发生相变的，室温相和高温相不同。从室温加热到高温下，室温的相重新变成高温时的相 ...

我做的是高铝锌合金ZA27（各元素质量百分比含量：铝 25~27；铜：2.2~2.3；镁：0.05~0.1；余量为锌。）合金铸造后并没有经过锻造，轧制，挤压等变形，而直接进行的固溶热处理，所以应该可以排除再结晶的可能，您说的重结晶到有可能，那么重结晶受合金铸造原始组织的影响吗？到底是怎么影响的，谢谢！
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15楼2010-11-18 16:59:22
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tiger808

木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by wwx985 at 2010-11-18 15:46:02:
，很有意思的现象，值得细究

希望您也能提供点可能的解释
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16楼2010-11-18 17:00:04
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tiger808

木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by wsq_7710 at 2010-11-18 13:38:35:
http://www.docin.com/p-33775512.html
看看这个，借鉴一下

谢谢！看过了，有点帮助，但是我的合金没有经过变形，铸造后直接进行固溶热处理！
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17楼2010-11-18 17:03:09
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tiger808

木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by comma at 2010-11-18 12:09:03:
1.楼主的两张组织形貌是否是铸锭相同位置的？
2.晶粒尺寸统计区域有多大，晶粒个数有多少？
3.固溶处理怎么会“熔断”？
4.固溶之前有无其他处理过程？比如锻造？
5.没有储存能做驱动力哪有再结晶一说？

1.两张图片不可能是同一位置的，因为我们没有高温金相显微镜呀，但是那张铸态下的枝晶我选的是较粗大的一个，但是枝晶的平均尺寸都能达到150微米，这个可能是浇注的温度，模具预热温度高，合金凝固较慢导致的
2.我观察了固溶处理后整个视场下的晶粒，发现基本上在一个较大的晶粒（仍然小于枝晶的尺寸）边界处分布着细小晶粒。
3.有虫友认为是重结晶，并受铸造原始组织的影响（溶质原子的机械阻碍，枝晶无法合并，最终割断成小晶粒），您怎么看？
4.铸造后没有经过变形，故可以排除再结晶。
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18楼2010-11-18 17:20:01
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redjade12

金虫 (正式写手)
机密
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19楼2010-11-18 17:28:51
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tiger808

木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by jackiejia at 2010-11-18 10:34:54:
想请问楼主，熔铸的方法是什么，还有就是什么合金。固溶主要的是溶质原子溶入基体，如果基体的枝晶要消除，固溶的时间很短，一般达不到扩散所需的要求。再结晶是可能的解释，但是主要疑问是，对于熔铸的金属，再结 ...

用的是普通的井式坩埚电阻炉（普通铸造工艺），熔炼的是高铝锌合金ZA27（耐磨合金），没有经过变形处理故可以排除再结晶，同时我固溶的温度为370摄氏度（低于共晶温度约20度），时间为12小时，基本可以满足长程扩散。同时有虫友认为是重结晶的结果，我看有这可能，您怎么看？
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20楼2010-11-18 17:29:05
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tiger808

木虫 (正式写手)
加大悬赏！解释合理有重奖！回帖时麻烦看看楼上高手的回答，以便参考！
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21楼2010-11-18 17:33:35
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tiger808

木虫 (正式写手)
没人回答吗？继续求助！
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22楼2010-11-18 21:32:31
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tiger808

木虫 (正式写手)
追加金币，重金求助！
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23楼2010-11-18 22:50:49
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jackiejia

铁杆木虫 (正式写手)
★
zigo(金币+1):谢谢交流！ 2010-11-19 08:47:19
tiger808(金币+1): 2010-11-19 09:11:16
对于锌合金了解不多，不过固溶12小时，应该足够达到均匀化退火的目的了。
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24楼2010-11-19 08:31:57
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fencheng999

木虫 (正式写手)
★
zigo(金币+1):谢谢交流！ 2010-11-19 08:47:12
tiger808(金币+1): 2010-11-19 09:11:05
"铸造后没有经过变形，故可以排除再结晶。"
不然，如果残余热应力大了，退火过程中仍会发生静态再结晶。
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25楼2010-11-19 08:42:47
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santuo

木虫 (职业作家)
★
tiger808(金币+1):谢谢参与
枝晶间低熔点溶质富集，固溶温度下从根部熔化成为等轴晶；再结晶观点值得讨论：快冷时生产较大的热应力在重新加热时提供再结晶驱动力？

[ Last edited by santuo on 2010-11-19 at 10:31 ]
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26楼2010-11-19 10:24:12
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tiger808

木虫 (正式写手)
欢迎虫友继续讨论？我金币还没送完
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27楼2010-11-19 19:02:57
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tiger808

木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by santuo at 2010-11-19 10:24:12:
枝晶间低熔点溶质富集，固溶温度下从根部熔化成为等轴晶；再结晶观点值得讨论：快冷时生产较大的热应力在重新加热时提供再结晶驱动力？

[ Last edited by santuo on 2010-11-19 at 10:31 ]

有道理，能在详细点吗，最好从热力学角度解释。
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28楼2010-11-19 19:04:01
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roadrush

禁虫 (小有名气)
★
tiger808(金币+1):谢谢参与
tiger808(金币+3):"不同于结晶过程中的脱溶，更加有方向性，集中向原有脱溶成分，生长到一定程度后进而使枝晶破裂"观点较新，有相关文献支持你的说法吗？ 2010-11-20 10:37:28
本帖内容被屏蔽
29楼2010-11-19 22:21:12
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zhengchenx

禁虫 (著名写手)
★
tiger808(金币+1):谢谢参与
本帖内容被屏蔽
30楼2010-11-19 22:40:58
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chang1314

金虫 (正式写手)
★
tiger808(金币+1):谢谢参与
tiger808(金币+2):谢谢回答 2010-11-20 10:47:50
楼主，这个很正常啊，铸态有树枝晶，固溶后第二相固溶进去，晶粒发生重结晶，得到晶粒较小，说明这种材料在这个温度下固溶比较理想，也说明这种材料通过固溶处理，能消除树枝晶，再好不过。你要在分析为什么能这样，就要从成分元素作用及晶界上解释

[ Last edited by chang1314 on 2010-11-19 at 23:40 ]
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31楼2010-11-19 23:36:27
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tiger808

木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by chang1314 at 2010-11-19 23:36:27:
楼主，这个很正常啊，铸态有树枝晶，固溶后第二相固溶进去，晶粒发生重结晶，得到晶粒较小，说明这种材料在这个温度下固溶比较理想，也说明这种材料通过固溶处理，能消除树枝晶，再好不过。你要在分析为什么能这样 ...

不是说要发生“重结晶”的前提是要有同素异构转变吗？锌合金没有同素异构转变啊，应该不是重结晶。
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32楼2010-11-20 10:47:05
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springautumn

金虫 (小有名气)
★ ★
tiger808(金币+1):谢谢参与
tiger808(金币+2):谢谢 这个消息应该对我有很大的帮助。 2010-11-20 22:01:11
xucz(金币+1):鼓励参与讨论 2010-11-21 12:29:24
你好，我看了你热处理前后的组织图片。我觉得情况和锌铝合金的固态相变很相似。锌铝共析合金（ZA22）经适当的热处理（360度8小时以上固溶处理，然后淬火）后其微观组织可由粗大枝晶转变为细小等轴晶（晶粒小于5um），这是实现锌铝共析合金超塑性的一个方法。关于锌合金超塑性的书籍里介绍得比较详细。

[ Last edited by springautumn on 2010-11-20 at 18:20 ]
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33楼2010-11-20 18:07:26
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yjs618

新虫 (正式写手)
★
tiger808(金币+1):谢谢参与
高学问 学习
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34楼2010-11-21 13:14:12
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放勋

银虫 (正式写手)
★
tiger808(金币+1):谢谢参与
估计是再结晶了~~~你没做均匀化吗？
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35楼2010-11-21 20:21:06
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金教授

新虫 (小有名气)
★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
xucz(金币+2):鼓励参与讨论 2010-11-22 19:18:02
tiger808(金币+5):谢谢，忘记给金币了 2010-11-23 13:12:03
引用回帖:
Originally posted by tiger808 at 2010-11-17 20:19:10:
各位大虾，我最进熔铸了一种有色合金，发现在铸态下形成了粗大的树枝晶，最大可达200微米，但是经过固溶处理后，枝晶熔断，形成了细小(晶粒尺寸不够均匀)的等轴晶，总体上晶粒尺寸要远小于铸态时的尺寸。这好像不 ...

I have never touched Zn-25Al-2Cu alloy, but I know that in many Zn-Al alloys there is phase transformation induced grain refinement after homogenization. In that case, the grain refinement is due to phase transformation, rather than re-melting and/or recrystallization. The as-cast material is of single phase, i.e., super-saturated α’ phase. As shown in Figure 1, after homogenization and cooling down to room temperature, the α’ phase transforms into two phases: aluminum-rich α phase and zinc-rich η phase. The size of new phases is smaller, i.e., an initial α’ grain now contains several α grains and several η grains. The boundaries between α phase and η phase are high angle boundary type, but the boundaries between α/α grains and η /η grains may be low angle boundary type. To summarize, the phenomenon is actually a phase transformation, and the grain refinement observed is due to the nucleation and growth of new phases.


Figure 1. Phase transformation after homogenization. The solid lines indicate initial grain boundaries, and the dot lines indicate the phase boundaries and/or new grain boundaries.

I would like to suggest (i) do SEM element maps (aluminum map and zinc map) to see the spatial distribution of aluminum and zinc, and (ii) do an EBSD map to see the boundary angles (EBSD may also indicate different phases).

[ Last edited by 金教授 on 2010-11-22 at 14:40 ]
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36楼2010-11-22 14:34:11
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tiger808

木虫 (正式写手)
[quote]Originally posted by 金教授 at 2010-11-22 14:34:11:


I have never touched Zn-25Al-2Cu alloy, but I know that in many Zn-Al alloys there is phase transformation induced grain refinement after homogenization. In that case, the grain refinement is d ... [/q
谢谢，这就是我要的答案，谢谢你，感谢小木虫！
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37楼2010-11-23 09:32:17
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金教授

新虫 (小有名气)
★
xucz(金币+1):呵呵，替楼主给金教授一块BB 2010-11-23 23:12:55
引用回帖:
Originally posted by tiger808 at 2010-11-23 09:32:17:
[quote]Originally posted by 金教授 at 2010-11-22 14:34:11:


I have never touched Zn-25Al-2Cu alloy, but I know that in many Zn-Al alloys there is phase transformation induced grain refin ...

你赶紧给我两块金币！
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38楼2010-11-23 10:24:32
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cherishdys

新虫 (小有名气)
★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
qlf_126: 金币+1, 感谢参与！希望多来金属版交流！ 2012-03-20 10:19:18
引用回帖:
12楼: Originally posted by wsq_7710 at 2010-11-18 13:38:35:
http://www.docin.com/p-33775512.html
看看这个，借鉴一下

你做覆膜啊？铝合金完全退火后可能成条状形貌吗？完全再结晶一定是等轴状晶粒吗？
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39楼2011-12-20 14:57:25
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cherishdys

新虫 (小有名气)
★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
qlf_126: 金币+1, 感谢参与！希望多来金属版交流！ 2012-03-20 10:19:44
引用回帖:
12楼: Originally posted by wsq_7710 at 2010-11-18 13:38:35:
http://www.docin.com/p-33775512.html
看看这个，借鉴一下

你好，图中是我退火的图，铝合金的，我温度放到600度，退出来还不是很等轴，再结晶退火的形貌一定是等轴晶吗？打扰了！

400度退火



600度退火
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40楼2011-12-20 17:02:17
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wwx985

木虫 (小有名气)
★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
aishan(金币+1): 感谢交流 2011-12-20 18:09:12
qlf_126: 金币+1, 感谢参与！ 2012-03-20 10:18:24
出现这种现象肯定是可以解释的，有没有考虑取样位置的问题
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41楼2011-12-20 17:09:07
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lxh4402916

木虫 (著名写手)
★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
qlf_126: 金币+1, 感谢交流！ 2012-03-20 10:17:56
楼主这种情况是很典型的，固溶过程是铸态枝状晶（可能有第二相）分解再结晶的过程，如果固溶加热时间控制好，固溶后的晶粒可以变细小，如果加热时间长可以导致晶粒较大
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43楼2011-12-21 10:51:56
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无所谓cheng

金虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
这应该是熔铸后，经过均匀化，轧制之后再固溶的吧？那么经过轧制变形之后在较高温度固溶出现再结晶就很正常了呀！
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44楼2012-10-19 19:38:37
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xiaoa122

禁虫 (初入文坛)
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45楼2014-09-18 13:39:11
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lehigh_73

金虫 (著名写手)
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小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
我做的是高铝锌合金ZA27（各元素质量百分比含量：铝 25~27；铜：2.2~2.3；镁：0.05~0.1；余量为锌。）合金铸造后并没有经过锻造，轧制，挤压等变形，而直接进行的固溶热处理，所以应该可以排除再结晶的可能，您说的重结晶到有可能，那么重结晶受合金铸造原始组织的影响吗？到底是怎么影响的，谢谢！
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Zn-Al合金啊，那就好说了


发生共析转变了，，，很正常的组织
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46楼2014-09-18 14:37:49
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