1实验材料与方法
以厚度为1mm的08Al冷轧薄板为实验材料，在实验室箱式电阻炉中进行真空退火。具体的工艺制度为将实验样品从室温加热到不同的退火温度:600、640、680和720℃，保温1h，然后随炉冷却到室温。采用光学显微镜(ZeissAcovert40MAT，OM)和扫描电子显微镜(SHIMADZUSSX-550，SEM)进行显微组织观察。采用维氏显微硬度计对试样进行硬度测试，测定载荷为50g，加载时间为10s，每个试样测试5个硬度值，然后求取平均值。冷轧板切割成标准拉伸试样(L0=25mm)，在每个测试温度下进行3组拉伸实验。拉伸速率为6mm/min。常温单向拉伸试验在微型控制电子实验机上进行。
2结果与讨论
2.1退火温度对显微组织的影响
图1为不同退火温度下的显微组织照片。由图1可知，退火温度为600℃时，晶粒较细(图1a)。随退火温度升高，晶粒尺寸逐渐增大(图1b～1d)。当退火温度达到720℃时，出现了比较明显的大晶粒(图1d)，出现这种现象的原因是退火温度过高导致了部分晶粒的异常长大。对不同退火温度下对08Al冷轧板的晶粒面积进行了统计，结果如图2所示。由图2可知，随退火温度升高，晶粒逐渐长大，在680℃以下时，增大速率较小，当退火温度超过680℃时，晶粒急剧长大。通过各退火温度下晶粒面积的误差棒长短可以知道，晶粒均匀度先降低在升高，在680℃时，晶粒更加均匀，而在720℃时晶粒尺寸分布变得非常不均匀。潘欣等［10］发现08Al钢板的再结晶温度范围在520～580℃，因此在本实验的退火温度下，08Al冷轧板需要经历再结晶形核以及长大过程。在退火温度为600～680℃时，退火温度越高，再结晶越充分，小晶粒有条件长大，组织也越均匀。而在720℃时，局部超过共析相变点，再结晶长大速率变大，导致部分晶粒急剧长大。图3为不同退火温度下08Al冷轧板的扫描电镜照片。由图3可知，退火组织均由铁素体和渗碳体组成。在600、640和680℃等退火温度下的渗碳体为游离渗碳体(图3a～3c)。在720℃的退火组织中出现了明显的半网状和网状的渗碳体(图3d中箭头位置)。在退火温度为720℃的样品中，由于退火温度的不均匀，导致样品局部温度过高，超过共析相变点，析出少量奥氏体，缓慢冷却时导致网状渗碳体离异析出。
2.2退火温度对力学性能的影响
2.2.1退火温度对硬度的影响
图4为08Al冷轧板在不同退火温度下的维氏硬度。由图4可知，随退火温度升高，08Al冷轧板维氏硬度逐渐降低。当退火温度从600℃升高到640℃时，硬度值下降幅度不大;当退火温度从640℃升高到720℃时，硬度值下降的幅度明显增大。其原因可能为:(1)随退火温度升高，渗碳体析出增多，而在晶粒内部的渗碳体逐渐减少。渗碳体的硬度远远大于铁素体，因此硬度逐渐降低［11］。(2)随退火温度升高，晶粒逐渐长大，晶界密度降低，晶界对位错运动起到阻碍作用，所以晶粒越大，位错被阻滞的部位越少，因而硬度下降［12］。
2.2.2退火温度对拉伸性能的影响
为不同退火温度下08Al冷轧板力学性能的变化关系。由图5可知，随退火温度升高，08Al冷轧板的屈服强度和抗拉强度均有不同程度降低。当退火温度从600℃升高到640℃时，08Al冷轧板的断裂伸长率升高;当退火温度从640℃升高到680℃时，断裂伸长率出现降低趋势，但640℃和680℃的数据相差不大。屈服强度和抗拉强度随温度升高而降低的原因主要是退火消除了冷轧后的加工硬化现象，冷轧钢的性能得到明显改善。从晶粒尺寸方面分析屈服强度随退火温度的变化情况，当退火温度上升时，试样的晶粒尺寸逐渐变大。断裂伸长率变化的原因可能为随退火温度的升高晶粒逐渐均匀化，出现升高的现象，但随温度的升高晶粒也逐渐变大，伸长率出现短暂下降，在720℃退火温度时，组织中出现网状和半网状渗碳体，使试验样品的力学性能降低。图5(b)为08Al冷轧板的屈强比与退火温度的关系曲线。由图5(b)可知，屈强比随退火温度升高表现出先降低后升高的变化趋势，在680℃时达到最低值。屈强比是表征材料由塑性变形到最后断裂过程的形变容量，衡量冷轧板的重要指标［5］。为保证结构设计的安全性，要求钢材在断裂之前具有足够的塑性变形，所以要求钢材具有低的屈强比。
3结论
1)08Al冷轧板在退火温度为680℃时获得较为均匀的组织结构，当退火温度超过720℃时会出现晶粒异常长大和半网状、网状渗碳体;2)随退火温度升高，08Al冷轧板的硬度逐渐下降。08Al冷轧板的屈强比呈现先降低再升高的趋势，在680℃时相对较低。
作者：王鸣 单位：辽宁工程技术大学材料科学与工程学院
