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再结晶退火超薄铝箔坯料拉伸力学性能及断口分析
摘要
本文以超薄铝箔坯料经过再结晶退火处理后的拉伸力学性能与断口分析为研究对象，采用材料晶体学和金相分析技术对不同再结晶退火条件下超薄铝箔的晶粒尺寸、硬度、强度、延伸率和断口形貌等进行了分析研究。研究结果表明：铝箔坯料的晶粒尺寸以及延伸率随着再结晶退火时间的增加而增大，而硬度和强度则呈现出先升高后降低的趋势；断口形貌分析表明，再结晶退火处理能够显著提高超薄铝箔的形变能力和塑性变形程度，使其具有更好的拉伸性能。
关键词：再结晶退火；超薄铝箔；拉伸力学性能；断口分析
Abstract
Thispapertakesthemechanicalpropertiesandfractureanalysisofultra-thinaluminumfoilblankafterrecrystallizationannealingastheresearchobject.Usingthematerialcrystallographyandmetallographyanalysistechnology,thegrainsize,hardness,strength,elongation,andfracturemorphologyofultra-thinaluminumfoilunderdifferentrecrystallizationannealingconditionswereanalyzedandstudied.Theresultsshowthatthegrainsizeandelongationofthealuminumfoilblankincreasewiththeincreaseofrecrystallizationannealingtime,whilethehardnessandstrengthshowatrendoffirstincreasingandthendecreasing;Fracturemorphologyanalysisshowsthatrecrystallizationannealingtreatmentcansignificantlyimprovethedeformationcapacityandplasticdeformationdegreeofultra-thinaluminumfoil,makingithavebettertensileperformance.
Keywords:recrystallizationannealing;ultra-thinaluminumfoil;mechanicalproperties;fractureanalysis
一、引言
铝箔坯料是制作各种铝制品的常用原材料。近年来，随着科技的发展和社会对环保的要求，越来越多的行业开始使用轻便，可回收再利用的铝制品，特别是在食品、医药等行业中。因此，对铝箔坯料的研究和改进已成为一项非常重要的任务。
再结晶退火是一种材料热处理技术，能够通过改变材料的晶界结构和晶粒尺寸，使材料的力学性能得到改善。本文通过对不同再结晶退火条件下超薄铝箔的拉伸力学性能和断口形貌进行研究，在提高超薄铝箔的塑性变形程度和拉伸性能的同时，为铝箔坯料的制备和应用提供了有效的参考。
二、实验方法
1.材料样品的制备
超薄铝箔坯料选用厚度为0.01mm，宽度为80mm的铝箔材料；
对超薄铝箔坯料进行不同再结晶退火处理，退火条件如表1所示，标号为A、B、C；
采用数控拉伸试验机对不同再结晶退火条件下的超薄铝箔进行拉伸力学性能检测；
采用扫描电镜（SEM）和光学显微镜（OM）对超薄铝箔拉伸断口进行分析。
2.实验步骤
超薄铝箔坯料进行UV清洗并去除表面的灰尘和杂质；
将超薄铝箔进行切割，尺寸为100mm×15mm的试样；
将试样放置在真空炉中进行再结晶退火处理；
通过数控拉伸试验机进行试样的拉伸力学性能检测，记录数据；
将拉伸试样的断口样品进行SEM观察及光学显微镜观察、拍照并保存。
三、实验结果与分析
1.晶粒尺寸分析
使用OM分析了三组样品的晶粒尺寸。结果如表1所示。
表1再结晶退火处理条件、晶粒尺寸及拉伸力学性能指标
可见，分别在不同再结晶退火条件下，超薄铝箔坯料的晶粒尺寸都有不同程度的升高，其中标号为B的晶粒尺寸增大最为明显，并且随着再结晶退火时间的增加而增加，说明再结晶退火处理条件能够促进材料晶粒的生长。
2.拉伸力学性能指标的研究
通过数控拉伸试验机对三组样品的拉伸力学性能进行了测量，结果如表1所示。可以看出，在适当的再结晶退火条件下，超薄铝箔坯料的强度、硬度随着退火时间的增加呈现出先升后降的趋势，然而延伸率则随着时间的增加而增加。而在不合适的再结晶退火处理条件下，材料的拉伸性能表现则相对较弱。
3.断口分析
三组样品的断口形