基于CSP工艺取向硅钢初次再结晶晶界特征对宏观织构的影响

利用背散射衍射技术(EBSD)和XRD,研究了两段式脱碳退火工艺对取向硅钢纵截面初次再结晶的微区取向、取向差分布、特殊晶界(CSL)及高温退火试样高斯织构.分析了初次再结晶晶界特征对取向硅钢高温退火后宏观织构的影响.结果表明:初次再结晶的纵截面基体中∑3和∑5晶界使得高斯晶粒有着较高的迁移率,在高温退火时借助20°～45°的大角度晶界的界面能吞并周围[111] 〈112〉晶粒迅速长大,形成密度水平较高的高斯织构.     

Fe-3%Si取向电工钢初次再结晶织构的演化

分析了Fe-3%Si取向电工钢经冷轧处理后的宏观织构和微观取向。结果表明:再结晶早期形核位置主要为变形晶界、剪切带。随再结晶的进行,剪切带形核发展为优势再结晶晶粒。根据取向差原理计算再结晶晶粒与周围变形组织的取向差,取向差主要分布在25°~45°。γ纤维织构组分的变形组织储存能高,导致优先发生再结晶。再结晶初期形成了以{111}110、{111}112为主的择优取向,一直保持到再结晶结束。再结晶完成后,零星的高斯晶粒没有成为优势取向,但是高斯晶粒与周围组织取向差以大角度为主,取向差分布在25°~55°。     

常化处理对薄规格取向硅钢织构的影响

利用EBSD和XRD技术对比分析了常化和不常化2种工艺对薄规格取向硅钢组织及织构的影响.结果表明,2种工艺条件下的初次再结晶和二次再结晶织构存在着明显的差异.经过常化处理的样品初次再结晶组织中{411}148和{111}112织构组分比不常化样品的低,但Goss织构组分比不常化样品的高;常化处理的样品二次再结晶织构多为锋锐的Goss织构,磁性能优异,而不常化处理的样品二次再结晶织构多为Brass织构和偏Goss织构.此外,经过常化处理样品的初次再结晶组织中Goss取向晶粒周围分布的20°~45°大角度晶界所占比例高于不常化处理样品.2种样品初次再结晶后的平均晶粒尺寸差别并不明显,均为20μm,而且整体晶粒尺寸分布也相近.常化处理对最终磁性能有决定性影响,主要体现在提高冷轧前Goss取向“种子”的比例以及优化再结晶组织中Goss取向晶粒周围的织构环境.     

取向硅钢初次再结晶组织结构的研究

研究了取向硅钢在初次再结晶过程中的组织和结构变化,包括晶粒长大情况、取向差、重合位置点阵(CSL)及织构的变化。研究表明,820℃盐浴再结晶退火3 s时即完成再结晶,随即发生晶粒长大。在初次再结晶的开始阶段,主要织构是{111}112、{100}110和弱的高斯织构;随着退火时间增加,{100}110织构和高斯织构逐渐减弱,{111}112织构先增强后减弱,并向{111}110和{111}231转化,退火3 min以后出现的{012}001织构是一种促进二次再结晶发展并最终有利于提高二次再结晶磁感和降低铁损的织构。退火时间增加到3 min以后,CSL的∑3晶界比例增加。退火时间增加到30 min时,CSL的∑1晶界比例增加,同时,小角度晶界比例提高,大角度晶界减少。     

初次退火对高斯取向硅钢二次退火影响的研究进展

从高斯晶粒的起源、晶粒抑制剂的作用以及织构和晶界的演变等几方面,介绍了近20年来高斯取向硅钢研究的成果,总结了初次退火对高斯取向硅钢最终退火的影响。对于用来解释二次再结晶过程中高斯晶粒生长的两种主要理论模型之重位点阵理论(CSL晶界)和高能晶界理论作了详述和比较。     

初次再结晶退火温度对低温Hi-B钢组织和织构的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪和EBSD研究了初次再结晶退火温度对低温Hi-B钢组织、织构和晶界特征的影响。结果表明,初次再结晶退火温度直接影响低温Hi-B钢的初次再结晶的组织均匀性和晶粒平均尺寸,随着退火温度的提高,初次再结晶组织的晶粒平均尺寸从15.2μm增加到26.7μm, 820℃退火的初次再结晶组织均匀性最好。初次再结晶主要织构类型为γ织构、α织构、{001}<120>织构和{114}<481>织构,退火温度880℃时,{001}<120>织构强度明显增加。随着退火温度的提高,Goss晶粒数量减少,{114}<481>组分的面积分数先减少后增加,而{111}<112>组分的面积分数在退火温度升高到840℃后开始减少。退火温度为800℃时,{110}<001>取向晶粒与相邻晶粒的取向差为20°～45°的比例最高,为89.2%。不同退火温度下,{110}<001>取向晶粒周围的CSL晶界分布情况变化很大。     

析出相质点对取向硅钢二次再结晶的影响

基于Humphreys回复、再结晶和晶粒长大统一理论,研究了析出相质点的Zenner钉扎对Fe-3%Si取向硅钢二次再结晶的影响.比较了一般取向硅钢(CGO)和高磁感取向硅钢(HGO)的晶粒尺寸、晶界参数以及析出相质点的Zenner钉扎因子.结果表明,高斯晶粒与普通晶粒相比没有明显的尺寸优势,具有强烈高斯织构的HGO在晶界能和晶界活动性上与CGO的差异非常小,二者具有相近的临界Zenner因子;但HGO中析出相质点更为细小和弥散,其Zenner因子是CGO的2.8～5.0倍,因此HGO中Zenner因子更大,其高斯晶粒更容易率先达到临界条件而发生二次再结晶,从而在二次再结晶后具有更强的高斯织构.     

硅钢极薄带三次再结晶退火过程中的组织演化

采用异步轧制方法将成品工业取向硅钢板冷轧到0.10mm,然后在氢气热处理炉中进行三次再结晶高温退火,研究异步轧制硅钢极薄带退火过程中的再结晶过程.结果表明,硅钢极薄带在800℃退火时发生初次再结晶,晶粒取向主要为高斯取向,磁感低;900℃时初次再结晶中极少数晶粒突然长大而发生二次再结晶,对0.1mm的极薄带不能形成完善的高斯织构,磁性能下降;在1200℃时在合适的退火条件下可以发生三次再结晶,在极薄带中获得了取向集中的高斯织构和优异的磁性能.     

基于CSP工艺取向硅钢抑制剂析出及再结晶脱碳退火行为

利用SEM、EBSD和XRD等相关技术,研究了脱碳退火工艺对基于CSP工艺取向硅钢再结晶退火后的组织、晶界特征及析出相的影响。结果表明,脱碳退火5 min后,取向硅钢的再结晶晶粒尺寸较小,晶界特征理想,高能晶界Σ3和Σ9富集在{111}112、{112}1 10和{332}533等有利取向周围,促进了二次再结晶过程中高斯晶粒的形成;退火时间为7 min时,大角度晶界和{111}112、{112}1 10、{332}533等有利取向数量下降,不利于高斯晶粒的形核和长大;经不同脱碳退火工艺(3 min、5 min和7 min),析出相总体呈弥散状态分布,析出物在脱碳退火5 min的析出细小且分布均匀。     

连续原位退火后Hi-B钢的初次再结晶组织及织构演变

对3%Si(质量分数)高磁感取向硅钢冷轧板进行原位循环初次再结晶退火试验。并运用电子背散射衍射(EBSD)技术对退火后样品的组织和结构进行原位分析。结果表明,随着退火温度的升高,初次再结晶阶段单个晶粒长大过程取向变化较小,织构体积的变化主要是不同织构晶粒之间相互吞噬。随着退火温度的升高,Goss织构没有取向优势,{111}112织构含量下降,{114}418和{111}110织构含量先下降后升高,原因与其晶粒周围晶界取向差变化相关。循环退火温度越高,对晶粒生长的影响越大,且随着温度的升高,高能晶界和大角度晶界含量减少。     

脱碳退火保温时间对含铌低温取向硅钢初次再结晶的影响

取向硅钢初次再结晶的组织、织构对二次再结晶过程中形成锋锐的高斯织构至关重要。利用OM与EBSD技术,对脱碳退火不同保温时间下各试样初次再结晶组织、织构和晶界的形成规律进行了研究。结果表明:采用850℃保温5 min的脱碳退火工艺,得到的初次再结晶晶粒最为均匀细小,对后续过程中形成高取向的Goss织构有利;经脱碳退火后各试样中织构主要以{111}112、{411}148织构为主,随退火时间的延长,{111}112织构先增强后减弱,{111}110织构逐渐增强;当脱碳退火保温时间为5 min时,高能晶界及大角晶界所占比例最高,在二次再结晶时有较高迁移速率,有助于最终获得锋锐的Goss织构。     

模拟CSP工艺制备Hi-B钢初次再结晶组织织构的研究

在实验室模拟CSP工艺试制了Hi-B钢,对不同退火时间下的初次再结晶试样进行了金相组织观察,并采用EBSD技术观察试样的微观织构,研究了Hi-B钢初次再结晶退火过程中组织及再结晶织构的演变行为。结果表明,Hi-B钢在830℃退火时仅15 s完成初次再结晶,在初次再结晶的开始阶段,主要织构为γ织构、α织构及微弱的Goss织构。随着退火时间的延长,织构类型与数量发生变化,∑1晶界比例逐渐减小,∑3~∑9晶界比例变化不大,同时,晶粒取向差的分布转变为以大角度晶界为主。     

取向硅钢二次再结晶过程中的取向选择行为

采用实验和计算的方法研究了取向硅钢二次再结晶织构的演变过程。发现取向硅钢通过二次再结晶过程中连续的取向选择,最终获得单一Goss ({110}001)织构。在二次再结晶动力学模型中引入依赖取向的相对晶界能系数,可定量描述不同偏差角Goss及非Goss取向晶粒的长大速率差异。通过分析初次再结晶晶粒尺寸分布、晶界特征和抑制力水平等因素对二次再结晶取向选择行为的耦合影响,提出增强Goss晶粒取向选择优势的多参数匹配方法。     

湿H2气氛下CGO硅钢初次再结晶织构演变行为

通过对湿H2气氛下,相同退火温度、不同退火时间的CGO硅钢初次再结晶样品进行金相组织观察,并进行了EBSD微观织构分析,研究了CGO硅钢初次再结晶过程中的组织及再结晶织构演变行为。结果表明,在湿H2气氛下,820℃保温,CGO硅钢初次再结晶过程约在120 s时完成。随着退火时间的延长,γ面上{111}<112>织构含量逐渐减少,{111}<110>织构先减少后增多,随着再结晶的完成,部分{111}<112>取向晶粒向高斯{110}<001>取向转化的同时,也向{111}<110>取向转化,高斯{110}<001>织构含量逐渐增多。高斯取向晶粒较多是由{111}<112>取向晶粒转化而来,同时也证明了CGO硅钢高斯取向晶粒的二次再结晶异常长大生长机制为择优形核。     

含硒高磁感取向硅钢的研究

在3%Si-Fe 中添加适量的 Mn、Se 和 S 可制造出 B_(10)>19000高斯的高磁感冷轧取向硅钢。通过对初次再结晶行为的研究及电子显微镜观察,发现 MnSe_2有益夹杂要比 MnS 有益夹杂对初次再结晶晶粒长大的抑制作用更强、更有利于促进二次再结晶晶粒择优长大,从而可获得高取向(110)[001]织构。     

退火温度对电工钢立方织构和晶界特征分布的影响

以实验室熔炼的3.2%Si电工钢板为原料,辅助电子背散射衍射(EBSD) 技术,研究了在不同最终退火温度下,电工钢中立方织构和晶界特征分布的变化情况.结果表明,随着退火温度的升高,立方织构逐渐增强,立方取向晶粒周围的特征晶界数增多,其中Σ5晶界减少,Σ5晶界是立方取向晶粒与周围其他取向晶粒存在沿〈100〉轴转动36.9°的取向关系,具有较高的可动性,因而对立方织构的形成有利;立方取向晶粒间Σ1 晶界最多.     

Hi-B钢二次再结晶退火过程中未异常长大Goss晶粒晶界特征

采用中断法并结合电子背散射衍射(EBSD)技术,研究了Hi-B钢二次再结晶退火过程中大量未异常长大Goss取向晶粒的晶界特征。结果表明:未异常长大Goss取向晶粒的晶粒尺寸相较于基体晶粒和相邻晶粒并没有明显的差异性。同时未异常长大Goss取向晶粒与异常长大Goss取向晶粒周围的HE晶界和CSL晶界比例也没有明显的差异。在二次再结晶退火过程中,尺寸优势、HE晶界、CSL晶界和Goss取向偏离度都不能保证Goss取向晶粒发生异常长大。而随着退火温度的升高,Goss取向晶粒有逐渐向标准Goss晶粒取向靠拢的趋势。     

样品取向对AZ31镁合金静态再结晶行为的影响

利用EBSD技术研究了样品取向对AZ31镁合金静态再结晶行为的影响.采用了沿板材法向切取的试样(0°试样)和沿板材横向切取的试样(90°试样)2种取向的样品,在150℃进行15%单轴压缩变形,然后在275℃保温不同时间进行退火实验.结果表明,0°试样15%单轴压缩变形内的变形机制以滑移为主;90°试样15%单轴压缩变形内的变形机制先以拉伸孪生为主,然后以滑移为主;由于变形机制的差异,相同压缩应变下90°试样比0°试样形变储存能要小.与0°试样相比,90°试样相同退火参数下静态再结晶开始及结束时间都被推迟.随着再结晶过程的进行,90°试样和0°试样2°—4°小角晶界含量均降低,均在30°取向差角处产生峰值;绝大多数再结晶晶粒优先在原始晶界处形核,少数再结晶晶粒在拉伸孪晶内部形核.     

CSP工艺高磁感取向硅钢形变和初次再结晶退火的研究

以实验室模拟CSP连铸连轧工艺制备的热轧硅钢为基板,通过实验室常化、冷轧和初次再结晶退火实验,采用XRD和EBSD技术对样品从热轧到初次再结晶阶段的织构演变进行了研究。结果表明:GOSS晶粒起源于热轧的次表层,沿着次表层到中心层逐渐降低,热轧板中心层主要为{001}110织构。一次冷轧后,次表层存在强的{001}110和{112}110织构;1/4层存在强的{001}110和{112}110以及较强的{111}112织构;中心层则只存在强的{001}110织构。初次再结晶后,硅钢形成了强点{111}112织构的γ织构,GOSS织构再次出现,且分布在{111}112织构周围。GOSS晶粒周围以35°~55°大角度晶界为主,同时还有很高的Σ3和Σ5重合位置点阵。     

激光立体成形GH4169合金再结晶过程中的界面和晶体取向演化

利用电子背散射衍射技术,对激光立体成形GH4169镍基高温合金沉积态试样以及1100℃保温5和30 min水淬后试样的显微组织、晶界特点和晶体取向等进行了分析.结果表明,再结晶过程中随晶粒尺寸得到细化的同时,各晶粒的晶体取向逐渐变得随机,消除了沉积态材料中原本存在的各向异性,合金的界面特点也发生变化,大角度晶界数量逐渐增多,且再结晶后期11160°孪晶界大量出现,占总界面体积分数的44%,孪晶的形成对激光立体成形GH4169合金的晶粒细化起了很重要的作用;再结晶形核机制在再结晶初期以原始晶界的亚晶形核和晶界弓出机制为主,孪晶相关的晶粒细化机制是再结晶后期晶粒细化的重要机制.