CGO硅钢各阶段织构遗传继承性的EBSD分析

利用EBSD技术对CGO硅钢热轧、中间退火、脱碳退火及二次再结晶退火组织及织构进行分析,研究了CGO硅钢各阶段加工制备过程中高斯{110}001晶粒的形状、尺寸及分布特点,分析了高斯取向晶粒在各工序过程中的遗传继承性特点。结果表明,CGO硅钢热轧板的次表层存在Goss取向晶粒,历经一次冷轧及中间退火后Goss取向晶粒基本消失,一次再结晶之后Goss织构仍不是主要织构,主要织构为{111}110和{111}112,说明Goss取向晶粒在二次再结晶退火前数量及尺寸上并不占优势,二次再结晶过程中Goss取向晶粒异常长大形成锋锐Goss织构。{111}110和{111}112织构组分的强度在一次冷轧中不断增加,{111}112织构组分的强度在二次冷轧后达到最大而{111}110织构组分是在初次再结晶后变强。     

取向硅钢中{114}<418>织构对二次再结晶时晶粒异常长大的影响

运用EBSD技术观察Hi B钢在大压下率冷轧条件下薄规格样品的二次再结晶行为,从而研究薄规格样品二次再结晶难以发生的原因.通过渗氮处理添加抑制剂使二次再结晶能顺利发生,并研究渗氮量对薄规格样品二次再结晶的影响,以及{114}418织构对黄铜与Goss取向晶粒异常长大的影响.结果表明,在二次再结晶退火时,相对于其它取向的晶粒,两侧表层的{114}418取向附近的晶粒具有明显的长大优势,并向中心层生长,如果样品表层抑制剂强度不足,其容易长大到样品的中心层吞并掉二次再结晶的核心而不利于二次再结晶的发生,经渗氮补充抑制剂后能有效抑制表层晶粒的长大,从而有利于二次再结晶的发生和磁性能的提高;在二次再结晶初期,{114}418取向附近的晶粒容易保留在发生异常长大的偏转Goss取向晶粒和黄铜取向晶粒的中心处并形成岛晶而不利于它们的异常长大,但该取向的晶粒对Goss取向晶粒异常长大的影响较小.     

脱碳退火保温时间对取向硅钢组织、织构及磁性能的影响

通过研究脱碳退火保温时间对取向硅钢初次再结晶组织、织构及高温退火样品磁性能的影响,探讨了有利于Goss晶粒异常长大的初次再结晶环境。结果表明,在820℃进行脱碳退火,当保温时间从2 min增加到6 min时,初次再结晶织构中Goss晶粒相对于{111}112和{111}110晶粒的尺寸优势逐渐增加,{111}110含量逐渐升高,且1/8层中Goss相对于其他取向晶粒尺寸优势稳定,使取向硅钢二次再结晶晶粒尺寸逐渐增大、磁性能逐渐提高。     

一次再结晶取向硅钢中第二相粒子局部密度与晶界的关系

采用场发射扫描电镜(FESEM)结合电子背散射衍射技术(EBSD)对一次再结晶取向硅钢中的Goss晶粒、黄铜晶粒及其周边相邻晶粒在晶界附近1μm范围内尺寸大于40 nm的Mn S第二相粒子的局部密度与相应晶界的关系进行了统计分析。结果表明:900℃再结晶退火后,Goss晶粒周边出现频次较高的晶粒取向分别为{112}111、{111}110、{411}148和{111}112,其中有利于Goss晶粒异常长大的{111}110、{111}112和{411}148取向出现频次之和占总量的57.7%;黄铜取向晶粒周边出现频次较高的则为{111}110、{112}111、{111}112和{411}148,其中{111}110、{111}112和{411}148出现频次占总量的68.7%;Mn S第二相粒子的局部密度差随晶界组合不同而变化,其中Goss-{111}110组合的最大。     

冷轧板再结晶退火中组织和织构演变的研究

薄板坯连铸连轧(CSP)热轧板料经热处理来适当调整组织后进行冷轧及退火,并运用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了再结晶退火中组织和织构的演变.结果表明:发生再结晶的温度范围是530℃～590℃,590℃为完全再结晶温度;再结晶发生时冷轧变形基体和新晶粒取向的晶界角度差大约为25°～55°;{111}〈110〉、{111}〈112〉取向在再结晶初期和中期发生很大的变化,而{001}〈110〉、{112}〈110〉取向在再结晶后期才发生很大的变化;EBSD检测的结果分析可得{001}〈110〉、{112}〈110〉、{111}面取向储存的变形能依次增加.     

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.     

热轧变形对TB-13合金组织和织构的影响

采用光学显微镜和X射线衍射仪分析TB-13合金在不同热轧变形条件下组织和织构的演变规律。结果表明:TB-13合金在变形量小于50%的热轧过程中只发生动态回复,当变形量增加到59%时,该合金发生动态再结晶,且随着变形量的增加,动态再结晶程度逐渐增大,细小的再结晶亚晶粒逐渐取代原始等轴状β晶粒从而使组织细化,动态再结晶是该合金热轧过程中主要的细化机制。同时,热轧变形使得该合金形成以旋转立方取向{001}110织构和Goss取向{110}001织构为主的多种织构,且随着变形量的增大,晶粒取向由Goss取向向旋转立方取向转移。     

Cr11铁素体不锈钢退火过程中织构变化

利用电子背散射衍射技术（EBSD）并结合光学显微镜和透射电子显微镜,对Cr11铁素体不锈钢不同退火时间下的再结晶织构的演变进行了分析。结果表明,随着退火时间的延长,{112}〈110〉和{100}〈110〉织构减弱,{111}〈110〉和{111}〈112〉织构明显增强,当退火时间达到1800s时,再结晶织构为集中的{111}〈112〉,这主要是再结晶时优先在{111}形变织构基体中形核的结果;对Cr11钢晶粒长大过程中织构演变机制的探讨认为,{111}〈112〉织构成为最终稳定取向是晶粒选择生长的结果,∑13b晶界在这过程中起着重要作用。     

Fe-3%Si电工钢铸坯柱状晶织构的演变规律

采用Fe-3%Si电工钢铸坯中长轴平行于轧向的不同数量柱状晶进行了冷变形及再结晶退火,采用EBSD分析技术对柱状晶织构的转变行为进行了研究.结果表明,原始柱状晶为立方取向的单柱状晶时,大压下率一次冷轧及再结晶退火不利于立方织构的保留;小压下率二次冷轧及再结晶退火会形成强立方织构,该立方织构强烈阻碍Goss晶粒的异常长大;原始柱状晶为立方和Goss位向的双柱状晶时,大压下率冷轧条件下,Goss取向快速转向{111}112而有效地保留了立方取向,Goss和立方取向柱状晶之间的晶界没有强的交互作用;原始柱状晶为多种位向的多柱状晶时,柱状晶晶界能促进g织构及减少立方织构,有利于Goss晶粒异常长大.     

Hi-B钢二次再结晶退火初期不同取向晶粒的三维形貌表征

利用定量逐层研磨和计算机辅助重建及可视化技术,并结合电子背散射衍射(EBSD)方法,研究了Hi-B钢二次再结晶退火初期不同取向晶粒的三维形貌。结果表明,Goss取向晶粒主要呈"塔状",黄铜取向晶粒则类似"上大下小"倒锥状,{411}148取向晶粒也表现为"塔状"和倒锥状。而{111}112取向晶粒形貌各异,没有一致性。与其它取向晶粒相比,Goss取向晶粒在三维尺度上没有尺寸优势,Goss取向晶粒异常长大前,其长大主要受曲率控制。     

轧制方向对Fe-3％Si合金织构演变规律的影响

形成锋锐的Goss织构是取向硅钢获得优异磁性能的关键, 初始样品表层中较强的Goss织构对最终的强Goss织构起重要作用. 本文通过改变硅钢冷轧方向获得不同的初始织构及初始组织, 考察热轧板表层及中心层不同的组织及织构的进一步变化对一次冷轧、中间退火、二次冷轧及脱碳退火、二次再结晶退火后的织构及组织变化规律的影响. 探讨了这些特殊方式制备的样品中Goss织构的形成条件. 结果表明, 强烈的初始组织及织构的差异随轧制及退火次数的增多逐渐消失; 最终二次再结晶都可顺利进行, Goss织构及磁性能差异并不大. 虽然初始样品中Goss织构的强弱差异很大, 但因各阶段都可以形成较强的 {111}<112>织构, 弥补了初始样品中Goss织构过弱的不足, 因此轧制方向及初始组织都对最终的织构影响不大. 研究还证实了立方织构的遗传性; 横向轧制是消除稳定的{112}<110>轧制织构的有效方法.     

柱状晶对Fe-3%Si电工钢再结晶织构演变规律的影响

在对长轴分别平行于板法向(ND)、轧向(RD)、横向(TD)的柱状晶样品冷轧组织及织构演变规律分析的基础上,利用XRD与EBSD技术,对不同退火温度下各样品再结晶织构的形成规律进行分析.结果表明,柱状晶样品再结晶织构的演变,一方面体现了初始取向晶粒的"遗传性",即立方织构与Goss织构的形成;另一方面又展示了柱状晶样品不同于单晶及多晶的"特殊性",即{113}织构的形成、Goss晶粒大大超过立方晶粒的生长能力及TD样品中{110}〈110〉取向晶粒的消失.退火温度的变化在不同样品中可造成立方织构的增强或减弱,这取决于再结晶时的形核及长大环境,分析认为TD样品低温时形成最强的立方织构与其在冷轧过程中最强的晶界阻力有关.综合考虑各再结晶织构的转变规律,其形成与定向形核及定向长大均相关.研究还证实,3种柱状晶样品中等压下量冷轧并退火后都可抑制γ线织构的形成.     

柱状晶对Fe-3%Si电工钢冷轧织构演变规律的影响

Fe-3%Si电工钢铸锭中普遍存在柱状晶,其晶体学及形状各向异性对随后的热轧、冷轧及退火织构产生很大的影响.利用xRD与EBSD技术对长轴分别平行于轧面法向(ND),轧制方向(RD)和横向(TD)的柱状晶冷轧样品的织构及组织进行了研究,并对晶界的特殊作用进行了分析.结果表明,中等压下量下,3种柱状晶样品具有不同程度的{001}织构遗传性,即3种样品均不同程度的摆脱了{111}线织构的形成;柱状晶长轴平行于ND和TD时,{001}取向在冷轧时得到大的保留;柱状晶长轴平行于RD时,得到最强的{111}〈112〉织构;柱状晶长轴平行于TD时,冷轧组织中旋转立方织构及{111}〈110〉织构较强.此外,3种样品的织构均表现出由立方→{001}〈130〉→{113}〈251〉的过渡路径,与等轴多晶样品沿α线和γ线转动的路径不同.不同方向的柱状晶晶界对冷轧变形过程中晶粒转动的作用不同,但因晶粒尺寸大而作用有限,且与初始取向相关.     

高磁感取向硅钢轧制及热处理过程中的晶界和织构演化

采用电子背散射衍射(EBSD)对不同轧制和热处理态的高磁感取向硅钢的重合位置点阵(CSL)晶界和织构进行了研究。结果表明,热轧态取向硅钢截面织构呈层状分布,表层主要为{110}<001>Goss织构,1/4厚度主要为{001}<110>立方织构、{112}<111>铜型织构和{110}<001>Goss织构,而心部则形成较强的{112}<111>铜型织构、{111}<110>形变织构和{110}<001>Goss织构;常化处理后截面织构梯度变化不明显,但中心位置{112}<111>织构向{110}<001>Goss织构转变。冷轧退火态主要织构为{110}<001>Goss织构、{112}<111>织构和{111}<110>形变织构。二次再结晶后,则生成强烈的{110}<001>Goss织构。随着织构的变化,CSL晶界也发生了明显的转变。热轧态CSL重位晶界中∑3~∑29均有出现,但比例较低;常化处理后CSL重位晶界比例增加,冷轧退火后CSL晶界比例大幅提高,特别是∑3、∑7、∑9和∑15等晶界;二次再结晶后,由于CSL晶界发生了转化,CSL晶界类型减少,∑3、∑13等晶界比例增加,∑9晶界消失。     

INFLUENCE OF COLD ROLLING TECHNOLOGY ON TEXTURE EVOLUTION OF IF STEEL

1．Illtroduct!onWhilst the metallurgy of*theurgy warm rolling ofIF steel In the ferrlte region has beenextensively studied 11,2],that ofcold rolling has not received the same amouM ofattentlon．This is probably because there has been less cold rolling tec…     

Secondary Recrystallization Behaviors of Grain-Oriented 6.5 wt% Silicon Steel Sheets Produced by Rolling and Nitriding Processes

By rolling and nitriding processes, 0.23- to 0.3-mm-thick grain-oriented 6.5 wt% silicon steel sheets were produced. The core losses of grain-oriented 6.5 wt% silicon steel at frequencies ranging from 400 Hz to 20 k Hz were lower than that of the grain-oriented 3 wt% silicon steel with the same thickness by 16.6–35.8%. The secondary recrystallization behavior was investigated by scanning electron microscopy, energy-dispersive spectroscopy, and electron backscattered diffraction. The results show that the secondary recrystallization in high-silicon steel sheets develops more completely as the nitrogen content increases after nitriding, secondary recrystallized grain sizes become larger, and the sharpness of Goss texture increases. Because more {110}116 grains in the subsurface and the central layer of the sheets have a lot of 20°–45° high-energy boundaries in addition to Goss grains, {110}116 can be the main component through selective growth during secondary recrystallization when the inhibitor quantity is not enough and inhibitor intensity is weaker. The increases in nitrogen content can increase the inhibitor intensity and hinder abnormal growth of a mount of {110}116 grains and therefore enhance the sharpness of Goss texture.     

含铜低温取向硅钢轧制过程中的组织及织构演变

采用Zeiss光学显微镜及X射线衍射仪对含铜低温取向硅钢生产过程中热轧、一次冷轧、脱碳退火和二次冷轧阶段的显微组织与织构的演变规律进行了研究。结果表明:热轧试样的组织与织构在厚度方向上呈现明显的梯度变化,试样的表层和过渡层发生再结晶,过渡层存在较强的Goss织构,中心层存在以{001}<110>为主的强α织构。一次冷轧后试样组织被轧制成沿轧向分布的纤维状组织,织构以强α和弱γ织构为主。脱碳退火后试样发生再结晶,晶粒平均尺寸为15.69 μm,总体织构强度有所减弱,但Goss织构强度升高。二次冷轧后组织由等轴晶粒变为纺锤状组织,织构以弱α和强γ织构为主,其中{111}<112>强度最高。     

Final thickness reduction and development of Goss texture in C- and Al-free Fe-3%Si-0.1%Mn-0.012%S electrical steel

The correlation between final thickness reduction and development of Goss texture has been investigated in a C- and Al-free Fe-3%Si electrical steel. During final annealing, the annealing texture is transited from {110}⊥ND to {100}⊥ND texture with increasing final thickness reduction. This is due to the decrease in primary grain size after pre-annealing with increasing final thickness reduction which accelerates the selective growth rate of the {100} grains at the expense of the other {hkl} grains. At an optimal final thickness reduction of 75.8%, the high magnetic induction of 1.95 Tesla, which arises from the sharp {110}<001> Goss texture and is comparable to that of conventional grain-oriented electrical steels, is obtained from the C- and Al-free Fe-3%Si-0.1%Mn electrical steel. Such a high magnetic property is produced through the surface-energy-induced selective grain growth of the Goss grains under the lower surface-segregated condition of sulfur which makes the surface energy of the {110} plane lowest among the {hkl} planes.     

Effect of Sn Micro-alloying on Recrystallization Nucleation and Growth Processes of Ferritic Stainless Steels

We investigated the effect of Sn micro-alloying on recrystallization nucleation and growth processes of ferritic stainless steels. The as-received hot rolled sheets were cold rolled up to 80% reduction and then annealed at 740–880 °C for 5 min. The cold rolling and recrystallization microstructures and micro-textures of Sn-containing and Sn-free ferritic stainless steels were all determined by electron backscatter diffraction. Our Results show that Sn micro-alloying has important effects on recrystallization nucleation and growth processes of ferritic stainless steels. Sn micro-alloying conduces to grain fragmentation in the deformation band, more fragmented grains are existed in Sn-containing cold rolled sheets, which provides more sites for recrystallization nucleation. Sn micro-alloying also promotes recrystallization process and inhibits the growth of recrystallized grains. The recrystallization nucleation and growth mechanism of Sn-containing and Sn-free ferritic stainless steels are both characterized by orientation nucleation and selective growth, but Sn micro-alloying promotes the formation of γ-oriented grains. Furthermore, Sn micro-alloying contributes to the formation of Σ13b CSL boundaries and homogeneous γ-fiber texture. Combining the results of microstructure and micro-texture, the formability of Sn-containing ferritic stainless steels will be improved to some extent.     

Effect of Asymmetric Hot Rolling on the Texture Evolution of Fe–3%Si Steel

In Fe–3%Si steel, the hot rolling process affects not only the hot rolling texture but also the primary recrystallization texture. Here, the effect of asymmetric hot rolling was studied by comparing the difference in the texture evolved between asymmetric and symmetric hot rolling. The effect of asymmetric hot rolling on the texture of primary recrystallized Fe–3%Si steel was also studied. The symmetric hot rolling of Fe–3%Si steel produces a rotated cube texture at the center but Goss and copper textures near the surface. Asymmetric hot rolling tends to produce Goss and copper textures even at the center like the texture near the surface. After primary recrystallization, the dominant texture at the center changes from {001} <210> to {111} <112> and the new texture has a higher fraction of the grains which make the low energy boundary with Goss grains than that of symmetric hot rolling.