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。     

基于CSP工艺Fe-3％Si钢初次再结晶退火的晶界特征

以实验室模拟CSP工艺生产的Fe-3％ Si钢为研究对象,采用XRD、EBSD技术研究了取向硅钢初次再结晶晶粒的取向和晶界结构.结果表明,初次再结晶晶粒中,高斯晶粒在数量上并不占优,优势取向为γ取向.高斯晶粒主要出现在{111} <112>取向晶粒周围,且高斯晶粒周围的晶界类型以25°～55°的大角度晶界和∑3晶界为主.     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

退火温度对无取向硅钢再结晶行为的影响

使用EBSD和XRD技术研究了1.3%Si无取向硅钢在不同退火温度条件下的微观组织、宏观织构和微观取向。分析了退火温度对此成分体系无取向硅钢再结晶组织和织构的影响;讨论了退火温度与无取向硅钢成品板磁性能的关系。实验结果表明:无取向硅钢的退火温度对其再结晶组织和成品板铁损值有影响,随着退火温度的上升,再结晶晶粒平均尺寸增大且铁损值下降。γ纤维织构是再结晶织构中的优势组分,高斯{110}100织构强度也较高。退火温度对再结晶织构也有影响,随着退火温度上升,γ织构的含量不断上升,其中{111}121织构强度高于{111}110织构强度;退火温度的上升降低了立方{100}100织构和旋转立方{100}110织构但增加了高斯{110}100织构的强度,高斯织构的强度在870℃时达8.8。高斯取向晶粒主要在{111}121取向晶粒附近出现,旋转立方取向晶粒主要出现{111}110取向晶粒附近。由于{111}面织构强度增加和立方织构、旋转立方织构强度的降低,随着退火温度的上升,无取向硅钢的磁感应强度下降。     

低温高磁感取向硅钢初次再结晶特征对二次再结晶完成的影响

低温板坯加热法生产高磁感取向硅钢,其磁感低于传统高温高磁感取向硅钢的磁感值。为探究其原因,作为该研究的第一步,测定并对比分析了两种工艺下初次再结晶的晶粒尺寸和织构。结果表明,低温高磁感取向硅钢完成初次再结晶后,晶粒尺寸长大且不均匀,织构组分不够单一,高斯晶核及有利织构{110}001、{111}112、{111}110组分比例低于高温高磁感取向硅钢,其它不利织构组分含量更高,从而导致其二次再结晶后高斯织构发展不够完善,磁感值较低。     

二次冷轧中间退火对基于CSP工艺的取向硅钢组织及织构的影响

在实验室模拟CSP工艺条件下制备了取向硅钢,研究了二次冷轧中间退火工艺对组织和织构的影响。结果表明,中间退火温度对取向硅钢脱碳,高温退火组织及织构均产生明显影响。经940 ℃中间退火后,取向硅钢脱碳再结晶晶粒较850 ℃中间退火的多,且再经高温退火处理后,晶粒粗化,最大晶粒尺寸达4.8 mm;高斯织构组分密度达27.00,较850 ℃中间退火试样高。     

晶粒尺寸及取向对钕铁硼磁体磁性能的影响

研究了烧结钕铁硼磁体晶粒尺寸及取向对其性能的影响。随着晶粒尺寸的减小,矫顽力大幅度增加,剩磁微弱增强,晶粒取向磁体的剩磁明显大于未取向磁体的剩磁,而取向磁体的矫顽力小于未取向磁体的矫顽力。     

三圆截线法测定奥氏体不锈钢平均晶粒度的应用

严格控制试件的取样、磨抛和晶界显示等环节,将可能引起晶界混淆的外在因素(机械滑移、孪晶及基体灰度不均等)降至最低。利用三圆截线法,辅以图像分析软件,实现了奥氏体不锈钢任何形貌晶粒度(均匀、不均匀及混合晶粒)的快速准确测定。     

400 MPa级超级钢焊接热影响区晶粒尺寸的预测

应用有限元方法建立了超级钢焊接温度场的数学模型,对5mm厚、400MPa超级钢等离子弧焊接温度场和热循环进行了模拟和分析;利用模拟得到的热影响区热循环曲线,根据晶粒长大动力学原理对热影响区晶粒尺寸进行预测。预测结果表明,焊接接头热影响区宽度约为6.5mm;焊接接头热影响区晶粒明显长大,最大晶粒尺寸约为180μm;焊接接头热影响区晶粒随冷却速度的加快而细化,但细化程度有限。     

Effects of Zn Content on the Grain Growth Law of Ag-Cu-Zn Alloys

对不同Zn含量的Ag-Cu-Zn合金在不同温度、不同热处理时间的晶粒长大规律进行了研究。研究结果表明,随着保温时间的延长,晶粒逐渐长大。在相同保温时间下,Zn含量越高,晶粒长大越明显。随着Zn含量增加,晶粒长大指数n逐渐增大,晶粒长大的激活能Q逐渐降低。     

应用数字图像识别法检测金刚石磨粒的形状与粒度

提出一种金刚石磨粒尺寸的检测方法，并建立相应的测试系统，目的在于快速检测出超硬磨料的形状和粒度。应用数字图像识别技术，通过MATLAB软件编程，对CCD采集到的金刚石磨粒数字图像进行图像增强、二值化、滤波、边界检测等图像处理，设定金刚石磨粒的等效形状，检测金刚石磨粒的形状与粒度。选择晶形较规则的等积形金刚石磨粒作为实例，将金刚石磨粒的面积等效为正六边形。结果表明金刚石磨粒的粒径满足正态分布，应用数字图像识别技术检测金刚石磨粒的形状与粒度是可行的。     

Effect of hot rolled grain size on the precipitation kinetics of nitrides in low carbon Al-killed steel

The precipitation of nitrides plays a general role in the industrial processing of deep drawing quality Al-killed low carbon steels. In this paper, the effect of hot rolled grain size on the precipitation of nitrides has been analysed. To evaluate the effect of grain size on the nitride precipitation kinetics, thermoelectric power based investigations have been performed on hot and cold rolled specimens.In the hot rolled state, the precipitation of nitrides occurs more intensively in the fine grain size microstructure (average grain size = 9 μm) than in the large grain size microstructure (average grain size = 23 μm) until the precipitated fraction of nitrides reaches about 70%. In the cold rolled state the effect of grain size is much less significant; probably the precipitation process occurs simultaneously at the grain boundaries and along dislocations. According to the simulation results, significant differences can be found between the precipitated fraction of nitrides in fine and large grain size sheets coiled in the temperature range 550–650 °C. In this interval, the precipitated nitride fraction is about two times larger in a fine grain microstructure (9 μm) than in sheets with 23 μm average grain size. The local position in the coil also affects significantly the precipitated fraction of nitrides. In the outer ring of the coil, less than 20% precipitated fraction is predicted in coiling temperature range 550–700 °C. However, in the middle ring of a hot rolled coil, the precipitated fraction changes from 5% to 85% with increasing coiling temperature from 550 to 700 °C.     

Microscopic study for the behavior of grain boundary using molecular dynamics

In this study, MD simulations have been performed to observe the behavior of a grain boundary in an a-Fe plate under 2-dimensional loading. In MD simulation, the acceleration of every molecule can be achieved from the potential energy and the force interacting between each molecule, and the integration of the motion equation by using the Verlet method gives the displacement of each molecule. Initially, four α-Fe rectangular plates which have different misorientation angles of grain boundary were modeled by using the Johnson potential and Morse potential. We compared the potential energy of the grain boundary system with that of the perfect structure model, which does not have a grain boundary inside. Also, we could obtain the width of the grain boundary by investigating the local potential energy distribution. The tensile loading for each grain boundary model at room temperature was applied and the behavior of the grain boundary was studied. From this study it was clarified that when the Johnson potential is used, the obvious fracture mechanism occurs along the grain boundary. With the Morse potential, the diffusion of the grain boundary appears instead of the grain boundary fracture.     

退火对Ni-W合金药型罩组织与性能的影响

用电沉积方法制备了含钨1.76%(质量分数)的Ni-W合金药型罩。通过拉伸试验对原始电铸态和热处理后样品的力学性能进行了评价,并利用X射线衍射、透射电子显微镜、俄歇电子能谱等技术对原始电铸态和热处理后样品的微观结构进行了分析。结果表明,通过电铸技术制备的Ni-W合金药型罩材料强度较高,晶粒细小并具有(111)织构。制备的Ni-W合金仍具有面心立方结构,W固溶在Ni的晶格中。Ni-W合金药型罩材料经300℃退火后,晶粒发生异常长大,(111)织构转变为(220)织构。经500℃退火后,由于硫在晶界的偏析,发生沿晶断裂,严重影响了材料的力学性能。     

FGH96合金晶粒长大规律的研究

对FGH96合金在热处理过程中晶粒长大规律进行了系统的研究。结果表明，γ’相对晶粒长大有显著阻碍作用，在低于γ’相固溶温度(1109℃)热处理时，大量未溶解的γ’相使得晶粒长大缓慢；在高于γ’相固溶温度以上时，合金为单相奥氏体组织，晶粒随温度的升高快速长大。晶粒长大动力学表明：在高于，相固溶温度以上时，晶粒生长指数随着热处理温度的升高而增加；在热处理温度为1135℃和1150℃下的晶粒长大激活能为293．4kJ／mol，晶粒长大机理为自扩散过程控制机理，并建立了相应的晶粒长大动力学方程。     

42CrMo钢加热时奥氏体晶粒长大演化规律

对42CrMo钢在不同加热温度(850~1150℃)和保温时间(0~1200 s)下的奥氏体晶粒长大规律进行了研究。采用金相定量法对加热后材料的奥氏体晶粒度进行测量,建立42CrMo钢加热时奥氏体晶粒长大演化模型。结果表明:奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高呈指数关系长大,随保温时间的延长呈近似抛物线形式长大;利用基于唯象理论的Sellars模型,通过非线性回归方法建立42CrMo钢加热时奥氏体晶粒长大演化模型;将该模型导入有限元软件中预报42Cr Mo钢加热时奥氏体晶粒变化,预报结果与实验结果吻合,验证了该模型的正确性。