TEXTURE EVOLUTION OF POLYCRYSTALLINE ALUMINUM DURING ROLLING DEFORMATION － I. Experimental Study

采用取向分布函数和取向线分析方法研究了初始自由分布和具有近似立方织构的多晶铝轧制织构的演变规律.结果表明: 随着轧制变形的进行, 对于初始自由分布的样品, 晶粒取向主要向α, β取向线附近聚集, 其形变织构主要由C, S及B织构组成, 且3种织构成分密度值相差不大; 对于初始具有近似立方织构的样品, 晶粒取向主要向β取向线上聚集, 其形变织构主要由C, S织构组成, B织构成分相对较弱. 2种情况下S织构成分体积分量均比C, B织构高.     

润滑剂对高纯铝形变织构的影响

采用ODF法（晶体取向分布函数法）研究和分析了润滑剂对高纯铝冷轧形变织构的影响,揭示了两种润滑条件下形变织构的演变规律。结果表明:大冷轧变形程度下,采用机油润滑,形变织构为典型的面心立方金属的轧制织构,即由强的B-、Cu-及S-织构组分构成,而且取向分布的密度峰值处在S-取向位置;煤油润滑时轧制织构相对较弱,但Cu织构最强,同时产生了明显的剪切织构{001}<110>（Rot.Cube-织构）。采用机油润滑时,轧制变形比较均匀。低变形轧制时晶粒取向聚集于α线,随变形量的增加,向β线取向聚集,大变形量下最终形变织构为铜型轧制织构;而煤油粘度小,轧制过程中接触表面摩擦因数较大,不均匀变形严重,低轧制程度时发现有表面剪切Rot.Cube-织构,随着塑性变形的增大,Rot.Cube-织构逐渐向Cu-取向转化;变形至95％后,随着变形程度的增加,S-织构减弱。     

TEXTURE EVOLUTION OF POLYCRYSTALLINE ALUMINUM FOR ROLLING DEFORMATION － II. Theoretical Simulation

采用Taylor类型多晶体塑性变形模型, 模拟了初始自由分布和近似立方织构多晶铝的轧制织构演变. 应用取向线分析方法将不同模型的理论计算结果进行了系统分析, 并与实测轧制织构进行了比较. 结果表明: 在低轧制变形程度时, 完全限制(FC)模型计算结果的取向分布较其它模型更符合实际结果. 在较高程度轧制变形时, 对于初始自由分布的多晶铝轧制试样, lath模型与实验符合较好;而对于初始具有近似立方织构的样品, 使用混合模型结果较佳.     

润滑剂对高纯铝形变织构的影响

采用ODF法研究和分析了润滑剂对高纯铝冷轧形变织构的影响,揭示了两种润滑条件下形变织构的演变规律.结果表明大冷轧变形程度下,采用机油润滑,形变织构为典型的面心立方金属的轧制织构,即由强的B-、Cu-及S-织构组分构成,而且取向分布的密度峰值处在S-取向位置;煤油润滑时轧制织构相对较弱,但Cu织构最强,同时产生了明显的剪切织构{001}〈110〉(Rot.Cube-织构).采用机油润滑时,轧制变形比较均匀.低变形轧制时晶粒取向聚集于α线,随变形量增加,向β线取向聚集,最终形成铜型轧制织构;而煤油粘度小,轧制过程中接触表面摩擦系数较大,不均匀变形严重,低轧制程度时发现有表面剪切Rot.Cube-织构,随着塑性变形增加,Rot.Cube-织构逐渐向Cu-取向转化;变形至95%后,随着变形程度增加,S-织构减弱.     

多晶铝轧制变形的织构演变 Ⅱ．理论模拟

采用Taylor类型多晶体塑性变形模型,模拟了初始自由分布和近似立方织构多晶铝的轧制织构演变.应用取向线分析方法将不同模型的理论计算结果进行了系统分析,并与实测轧制织构进行了比较.结果表明:在低轧制变形程度时,完全限制(FC)模型计算结果的取向分布较其它模型更符合实际结果.在较高程度轧制变形时,对于初始自由分布的多晶铝轧制试样,lath模型与实验符合较好;而对于初始具有近似立方织构的样品,使用混合模型结果较佳.     

工业纯铜极薄带异步轧制的织构演变

在轧制过程无退火处理的条件下,通过同步轧制和异步轧制将工业纯铜从5.8 mm轧薄至20μm。采用取向分布函数和取向线分析方法研究了轧材织构的演变规律。结果表明:均匀退火后的原料初始织构主要为旋转立方织构{100}011,在剧烈塑性变形过程中,晶粒取向主要在β线上聚集,其形变织构主要由铜型织构{112}111和黄铜织构{011}211组成。样品在减薄过程中,织构强度不断增加,但在轧制后期织构增长速率并未因塑性变形程度的增加而减缓,反而显著增加。     

形变细化晶粒和润滑轧制对Ni-9.3at.%W合金基带立方织构形成的影响

采用光学显微镜(OM)、X射线四环衍射(XRD)技术、电子背散射衍射(EBSD)技术分析研究了形变细化晶粒、润滑轧制对Ni-9.3at.%W(Ni9.3W)合金基带立方织构形成的影响。结果表明,采用形变细化晶粒的方法能有效提高Ni9.3W合金基带的立方织构含量,并且随着初始形变量的增加,晶粒细化程度越大,立方织构含量越高,采用优化的形变细化晶粒工艺使得Ni9.3W合金基带立方织构含量提高了9.8%。另外,增加形变细化晶粒后的轧制总变形量,立方织构含量进一步提升了24.7%,根据以上结果,确定了初始坯锭制备阶段的参数。在此基础上,研究了轧制变形的润滑与非润滑对立方织构形成的影响,相比非润滑轧制而言,采用润滑轧制,轧制织构中获得了较多的S取向与Copper取向,经再结晶退火后,润滑轧制基带的立方织构含量比非润滑轧制基带的立方织构含量高9.6%,达到了86.7%(<15°),而且孪晶界数量、小角度晶界含量均要优于非润滑轧制,说明润滑轧制对立方织构形成有着积极的影响。     

应变路径变化对纯镍组织和织构的影响

采用背散射电子衍射（EBSD）和X射线衍射（XRD）技术对比分析了两种应变方式（单向轧制和交叉轧制）对大变形量（厚度方向压下量90%）纯镍形变组织和织构以及随后热处理过程中组织和织构演变的影响。结果表明：单向与交叉轧制纯镍的形变微观组织均以层片状组织为主,但前者储存能高于后者;单向轧制纯镍的宏观织构是典型的铜型冷轧织构,而交叉轧制纯镍的主要织构组分是黄铜和旋转型黄铜织构,且前者的织构强度明显高于后者。对两种方式形变样品在不同温度下进行退火处理,发现单向轧制样品中形成了以立方织构为主的再结晶织构,且随着退火温度的升高,立方织构的强度逐渐增强;而交叉轧制样品则形成了弱的再结晶纤维织构,其强度远小于单向轧制样品的再结晶织构强度。另外,单向轧制样品在高温800°C保温处理后,出现了少量异常长大晶粒,这是由于取向相近的立方取向晶粒聚集形成团簇,使得微观取向分布不均匀造成的;而交叉轧制方式可以抑制热处理过程中的晶粒异常长大。     

异步轧制高纯铝箔立方织构形成的微观过程

采用EBSD微取向分析方法,通过分析高纯铝箔冷轧后退火的再结晶初期立方取向晶核的形成过程,以及立方取向晶粒的长大行为,探讨了异步轧制高纯铝箔立方织构形成的微观过程。结果表明,异步轧制的样品中产生较强的C织构{112}111和旋转立方织构{001}110。立方亚晶优先在C取向形变基体内形核并长大,定向形核机制为主要因素。旋转立方织构有利于异步轧制高纯铝箔立方织构{001}100的形成和发展。     

冷轧6111铝合金板材固溶处理后的再结晶织构

采用取向分布函数法研究了冷轧6111铝合金板的再结晶织构。结果表明:冷轧6111铝合金薄板的再结晶织构主要由两种织构组分构成,一种是绕板法向旋转约15°的立方织构组分Cube ND15,另一种是{110}〈111〉织构组分;该两种再结晶织构组分与主要形变织构组分均具有〈111〉型取向关系,其中Cube ND15组分与形变织构中的S组分间具有近似的40°〈111〉取向关系,{110}〈111〉组分与形变织构中的Copper组分间具有33°〈111〉取向关系;在退火保温过程中,再结晶织构的取向密度首先达到最大值,然后略有降低,经一定时间后基本不再变化。     

形变细化晶粒和润滑轧制对Ni9.3W合金基带立方织构形成的影响

采用光学显微镜(OM)、X射线四环衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)技术分析研究了形变细化晶粒、润滑轧制对Ni-9.3 at%W(Ni9.3W)合金基带立方织构形成的影响。结果表明,采用形变细化晶粒的方法能有效提高Ni9.3W合金基带的立方织构含量,并且随着初始形变量的增加,晶粒细化程度增大,立方织构含量增高,采用优化的形变细化晶粒工艺使得Ni9.3W合金基带立方织构含量提高了9.8%。另外,增加形变细化晶粒后的轧制总变形量,立方织构含量进一步提升了24.7%。相比非润滑轧制而言,采用润滑轧制,轧制织构中获得了较多的S取向与Copper取向,经再结晶退火后,润滑轧制基带的立方织构含量比非润滑轧制基带的立方织构含量高9.6%,达到了86.7%(15°),而且孪晶界数量、小角度晶界含量均要优于非润滑轧制,说明润滑轧制对立方织构形成有着积极的影响。     

中间退火对Ni-7at%W合金基带再结晶织构的影响

采用真空电磁搅拌电弧熔炼制备的Ni-7at%W合金初始锭,经热锻、热轧、大形变量冷轧和最终再结晶退火制备出100 μm厚合金基带。采用X光衍射技术（XRD）和电子背散射衍射技术（EBSD）研究轧制过程中的中间退火处理对再结晶织构的影响。结果表明,提高中间退火次数可以削弱轧制织构α取向线上的取向强度,提高β取向线上的取向强度,促进轧制组织中立方取向晶核的形成,消除再结晶过程中晶粒异常长大现象,最终提高再结晶立方织构的份额。     

横轧3105铝合金织构演变的定量分析

采用X射线衍射仪研究3105铝合金在横轧过程中织构的演变.结果表明:3105铝合金热轧板材具有强的β纤维轧制织构,在横轧过程中B'{110}<111>、S"{123}<17229>和C"{112}<110>取向是不稳定的,它们将逐渐向新的坐标系中β纤维的位置旋转;随横轧压下量增大,C(和S(取向强度快速降低,B(取向强度先增加后降低,而β纤维轧制织构的强度逐渐增加;β纤维和剩余组分织构体积分数的变化与轧制真应变的关系遵循Avrami方程,强的初始B'、S"和C"织构显著地提高了β纤维织构的形成速率.     

W含量对Ni-W合金基带取向及织构形成的影响

采用压延辅助双轴织构基板制备路线,结合X射线衍射和电子背散射衍射技术,系统研究了W量(原子分数)分别为5%、7%和9.3%的Ni-W合金基带在冷轧形变和再结晶热处理过程中的取向及织构形成的变化规律。研究发现,在冷轧形变过程中,随着W含量的增加,Ni-W合金基带中S和Copper取向含量的增量逐渐降低,而Brass取向含量的增量则呈现上升趋势,最终低W合金获得Copper型轧制织构,而高W合金获得Brass型轧制织构。在再结晶热处理过程中,低W合金立方晶粒形核较早并迅速长大,吞并其它取向,容易获得立方织构;高W合金的立方取向晶粒则和其它取向晶粒一同形核和长大,且长大速度不及其它取向晶粒,最后形成杂乱取向。     

冷轧3004铝合金再结晶织构的研究

应用取向分布函数 (ODF)研究和分析了冷轧 3 0 0 4铝合金的形变织构和不同工艺退火后的再结晶织构。结果表明 :3 0 0 4铝合金 70 %～ 95 %冷轧形变范围内 ,形变织构均由C{112 }〈111〉、B{110 }〈112〉、S{12 3 }〈63 4〉织构组分组成 ,其中B{110 }〈112〉、S{12 3 }〈63 4〉织构组分强度变化不大 ,C{112 }〈111〉织构组分强度随形变量的增加而增大 ,当形变量增加到 90 %～ 95 %以后 ,其取向密度基本稳定在 7级。冷轧形变量对 3 0 0 4铝合金再结晶织构有明显影响 ,形变量在 80 %～ 90 %范围时 ,再结晶织构均由强的立方织构和弱的冷轧织构组成 ;70 %形变时 ,再结晶织构中立方织构{0 0 1}<10 0 >、R/S{12 4}<2 11>织构、S{12 3 }〈63 4〉织构和C{112 }〈111〉织构组分强度均较弱 ;95 %形变时 ,再结晶织构则由强的冷轧织构和较弱的立方织构组成。预回复 (相当于慢速加热 )具有增强立方织构的作用 ;快速加热则相反。     

涂层导体用Ni9W合金基带再结晶及强立方织构的形成研究

采用X射线四环衍射技术对比分析了通过冷轧和轧制中间热处理制备的2种Ni-9.3at%W(Ni9W)合金基带的轧制织构和再结晶织构,研究了不同Ni9W合金基带在热处理过程中轧制织构向再结晶织构的演变。其次,采用背散射电子衍射(EBSD)技术对以上2种Ni9W合金基带的微观组织和立方织构进行了表征。结果表明,与传统冷轧Ni9W合金基带的轧制织构相比,经轧制中间热处理后其轧制织构中S取向和Copper取向的含量增加、Brass取向的含量减少,使其轧制织构的类型介于Brass型轧制织构与Copper型轧制织构之间。2种Ni9W合金基带经低温回复后,其轧制织构含量均有一定的增加;另外,再结晶过程中轧制织构的含量均迅速降低,但立方取向的含量并没有明显增加,而是出现大量的随机取向,Ni9W的再结晶具有了连续再结晶的特征,这也是导致Ni9W合金基带较难形成立方织构的一个主要原因。虽然经过轧制中间热处理后Ni9W合金基带在初始再结晶完成后并没有形成一定强度的立方织构,但其立方取向的含量仍然能在进一步热处理过程中通过立方取向晶粒的长大而得到加强。最后,采用轧制中间热处理制备的Ni9W合金基带经两步高温热处理后其立方织构的含量达到84.5%(15°)。     

温轧对Ni9W合金基带织构形成的影响

采用X射线四环衍射及电子背散射衍射技术对Ni-9.3at%W(Ni9W)温轧基带表面进行轧制织构与再结晶织构分析,研究了Ni9W合金基带温轧织构的形成与转变。结果表明,轧制过程采用温轧的方法能有效提高Ni9W合金基带轧制织构中的S取向与C取向的含量,并且随着变形量的增加Ni9W合金基带的形变织构由黄铜型织构向黄铜型和铜型的混合型织构转变,这有利于再结晶之后形成较强的立方织构。     

3104铝合金冷轧变形织构的分析

通过对3104铝合金冷轧板的三维取向分布函数(ODF)的测算,研究和分析了该材料的织构类型与分布规律。结果表明:在冷轧过程中,所有样品的冷轧织构表现为典型的铜式(Copper-type)织构特征,其织构组分为C{112}〈111〉+B{110}〈112〉+S{123}〈634〉,随变形量的增加,织构由弱到强,最后稳定在铜织构C、黄铜织构B和S织构三个织构组分;{100}〈001〉立方织构在冷轧板中含量较弱,不足以与轧制织构相平衡。     

异步轧制对高纯铝箔冷轧织构的影响

通过异步轧制，对高纯铝箔微取向流变行为进行了研究，结果表明，异步轧制与同步轧制的冷轧织构有较大差异，高纯铝箔在异步轧制下慢辊和快辊两侧的织构类型明显不同，尤其是旋转立方织构{001}{110}在含量上的差异更大，快辊侧随形变量的增中冷却织构主要为：S织构和{102}{uvw}织构，而慢辊侧则主要为：旋转立方织构{001}{110}，慢辊侧的旋转立方织构在相同的速比、相同的形变量下一般要大于快辊侧的旋转立方织构。     

超细晶纯钛材电化学抛光表面生物相容性研究

制备具有高强度、低磁性的双轴织构金属基带是获得高性能涂层超导体的基础.目前,传统的Ni5at％W (Ni5W)合金基带已经可以工业化生产,但其立方织构的形成机理尚不明确.以真空熔炼方法制备的大形变量(约99％)冷轧Ni5W合金基带作为研究对象,采用EBSD技术进行表征,系统的研究了其形变织构的演变、再结晶形核和晶粒长大等过程.研究发现,Ni5W合金基带的形变织构为典型的铜型轧制织构;在再结晶初期阶段,立方取向晶粒优先在靠近基带表层的区域形核,且具有一定的尺寸优势,其形核在厚度方向上表现出梯度分布的特点;在完全再结晶阶段,立方取向的晶粒通过“尺寸优势”和“取向长大优势”逐渐吞并其它取向的晶粒,形成强的立方织构.