Pb合金∑3晶界的形成条件
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摘要
用于制作铅酸蓄电池阳极板的铅合金在电池工矿下易发生晶界腐蚀开裂,这是导致电池充放电循环使用寿命不足的主要原因。有研究指出,采用晶界工程技术引入高比例特殊晶界可显著提高合金的晶界腐蚀抗力,可成倍延长电池的使用寿命,并可有效增加电池的能量密度。考虑到铅合金是中低层错能面心立方结构,其晶界工程技术是基于退火孪晶的,其特殊晶界构成中以∑3晶界为主,本文选用免维护铅酸电池阳极板用Pb-0.07Ca-1.5Sn·0.026Al(、质量分数,%)合金为研宄对象,主要探讨其∑3晶界的形成条件。实验过程主要包括对平均晶粒尺寸为20-30微米、无第二相析出且无晶体织构的两个初始样品分别进行不同的热机械处理,利用电子背散射衍射和孪晶过滤等手段对样品中的∑3晶界进行表征和分析。研究结果表明:经厚度减缩量为90%室温大变形轧制后再经270℃退火3min的样品,在后续室温轧制30%并在270℃退火3min后,出现了较多的∑3晶界,其占总晶界的比例超过了44%:相反,未经大变形轧制而直接进行室温10%-30%轧制并在270℃退火的样品,其∑3晶界占总晶界的比例不足4%。分析认为:室温大变形轧制的试样中形成了单一高强度{001}〈211〉(B或Brass)形变织构,该织构在250℃-270℃退火过程中会向{123}〈634〉(S织构),{011}〈100〉(G织构)和{001}〈100〉(cube织构)转化;恰当选择室温大变形后的退火温度和退火时间以形成某种特定织构是保证铅合金在后续恰当轧制退火过程中形成高比例∑3晶界的首要条件。
引文