变形带对Al-Mg-Mn-Er合金动态再结晶的影响机制及其织构调控研究

《Materials Chemistry and Physics》：Influence of deformation bands on dynamic recrystallization in Al-Mg-Mn-Er alloy

本研究针对铝镁合金热变形过程中动态再结晶(DRX)弱化变形织构的问题，聚焦变形带(DBs)对DRX的影响机制。研究发现当应变速率超过1 s?1临界值时，宽窄DBs分别通过边界形核和位错激活两种机制诱导再结晶，且DBs内更易形核并继承取向特征，为铝合金织构调控提供了新途径。

　　

在铝合金的热加工过程中，动态再结晶(Dynamic Recrystallization, DRX)作为微观组织演变的关键环节，虽然能够细化晶粒，却不可避免地弱化了材料的变形织构——这种织构的减弱直接影响到铝合金的力学性能和成形性能。那么，如何在促进动态再结晶的同时，又能有效调控甚至强化织构呢？这一矛盾成为铝镁合金研究领域的关注焦点。传统研究多集中于原始晶界的作用，而变形带(Deformation Bands, DBs)作为塑性变形过程中形成的特殊区域，其不仅能够协调应变，更可能对DRX过程产生独特影响，但这方面的机制尚不明确。正是基于这一背景，杨洪福等研究人员在《Materials Chemistry and Physics》上发表了他们的最新研究成果。

为深入探索这一问题，研究团队主要采用了热压缩模拟实验结合微观组织表征技术。通过对Al-Mg-Mn-Er合金样品在不同应变速率下的热变形处理，利用电子背散射衍射(EBSD)等技术详细分析了变形带的特征及其与动态再结晶的相互作用。

DBs对DRX的诱导作用

研究表明，当应变速率超过1 s^?1的临界值时，变形带成为诱导动态再结晶的关键区域。通过对比不同宽度变形带内的再结晶行为，发现宽窄带体呈现出不同的形核机制。

宽DBs（>5 μm）中的形核

在宽度大于5微米的变形带中，再结晶晶核主要形成于变形带的边界区域。这些边界为再结晶提供了有利的形核位置，促进了新晶粒的形成。

窄DBs（≤5 μm）中的形核

对于宽度小于等于5微米的狭窄变形带，再结晶过程主要由位错(dislocation)的激活和晶格旋转驱动。这种机制导致亚结构切割变形带，从而实现再结晶。

DBs与原始晶界的形核对比

研究明确显示，与原始晶界相比，再结晶形核更容易发生在变形带内部。这一发现挑战了传统认为晶界是主要形核位置的观念。

再结晶织构的继承性

更重要的是，变形带内形成的再结晶晶粒继承了变形带的取向特征。这种取向继承关系直接影响最终的再结晶织构，为理解织构形成机制提供了新视角。

本研究系统揭示了变形带通过边界形核和位错激活两种机制诱导动态再结晶的具体过程，明确了变形带宽度与形核机制的内在联系。研究发现变形带相比原始晶界更有利于再结晶形核，且再结晶晶粒继承变形带取向的特征，这一发现不仅深化了对动态再结晶机理的认识，更重要的是为通过调控变形带特征来实现铝合金织构控制提供了理论依据和实践途径。该研究对优化铝镁合金热加工工艺、提升材料性能具有重要的指导意义。