ZrC/奥氏体相界面形变诱导铁素体相变超细化机理

利用Gleeble-1500热模拟试验机进行单轴热压缩实验,研究了含ZrC粒子的低碳钢在形变诱导相变过程中ZrC粒子对铁素体晶粒细化的影响及铁素体形核的基本特性.结果表明:一定粒径和体积分数的ZrC粒子弥散分布于基体相中时,能够阻碍位错的运动,形成集中形变区,加速形变诱导相变的进程,因而提高铁素体形核率,导致铁素体晶粒细化;ZrC/奥氏体相界面上形变诱导铁素体相变具有形核位置不饱和性、新生α相超细晶的特点;在应变条件下,铁素体晶粒在〈111〉方向择优取向,晶粒内部存在一定量的小角度晶界,由于铁素体动态再结晶的发生,组织进一步细化.ZrC/奥氏体相界面铁素体晶粒的超细化机理是形变诱导相变、铁素体动态再结晶及ZrC粒子弥散强化三者同时作用的结果.     

低碳钢形变强化相变时铁素体织构类型的分析

利用背散射电子衍射取向成像技术分析了在热模拟单向压缩条件下Q235碳素钢形变强化相变时铁素体织构的类型。结果表明,在利用形变强化相变实现铁素体的超细化过程中会出现铁素体的相交织构和形变织构,在大应变条件下还会出现动态再结晶织构。在形变强化相变后细晶铁素体在整体上表现为以〈111〉方向为主的线织构。主要的相交织构在粗晶奥氏体内部形变带形核时产生并与〈111〉织构对应。形变织构是在形变时形成的铁素体受到继续变形所致,在形变强化相变过程中及完成后都会产生,对应〈111〉及〈100〉方向的线织构,随着形变的加大,〈100〉方向的织构增加得更快,形变温度的降低有利于形变织构的加强。在形变量很大且形变温度比较合适时(但不能过低)会发生铁素体的动态再结晶,它以连续的方式进行,导致形变织构的进一步加强,并使晶粒均匀细化。     

20CrMnTi钢两相区变形力学行为及微观组织研究

为了研究20CrMnTi钢温变形机理,利用等温压缩实验对该材料在两相区变形时温度与变形抗力之间的关系进行了研究,并用冶金学的方法对其进行了分析.结果表明:在Ac1温度以下变形时,铁素体的动态回复和珠光体中Fe3C相的球化导致流变应力在较小应变时出现"峰值",而后流变应力连续下降;在Ac1温度以上变形,770℃时因形变诱导铁素体相变,使流变应力下降,800℃时两相内的铁素体动态回复、奥氏体动态再结晶,使应变达到一定值后软化和硬化处于动态平衡,流变应力趋于稳定,且诱导相变和动态再结晶使晶粒超细化.     

低碳钢热变形过程中铁素体的织构形成规律

利用背散射电子衍射取向成像技术定量分析了热模拟单向压缩条件下Q235碳素钢热变形时铁素体的织构形成规律。结果表明,在710℃纯铁素体热压缩过程中,形成〈100〉和〈111〉方向的线织构。〈111〉方向织构增强的速度较快,到应变为1.0时达最大值,然后随应变的加大而减弱;〈100〉方向织构在形变量较小时增强的速度较慢,在大应变时增强的速度很快。大应变时虽导致一定程度的动态再结晶,使铁素体晶粒细化,但组织不均匀,织构过强,造成强烈的各向异性。在奥氏体与铁素体两相区变形时,先共析铁素体因形变同样产生强烈的织构。随着形变温度的提高和先共析铁素体的减少,织构减弱。     

低碳钢压缩时的微观形变不均匀性

多晶形变总是不均匀的,不同取向晶粒内激活的滑移系数目不同,微观组织也有差异.这种差异对随后的动(静)态再结晶或相变有不同的影响.本文利用取向成像确定了低碳钢单向压缩条件下浸蚀后在光学镜和扫描电镜下观察到的铁素体晶粒灰度与取向的关系.测出了压缩形变后的主要织构〈111〉和〈100〉取向晶粒内形变不均匀性的差异.同时讨论了形变造成被压碎的珠光体团周围铁素体亚晶转动较快、进而促进动态再结晶的现象.     

变形方式对含ZrC粒子20Mn2钢晶粒细化的影响

研究了恒温压缩与降温轧制对含ZrC粒子20Mn2钢晶粒细化的影响.结果表明,在奥氏体再结晶温度区间(1150℃、1050℃)和形变诱导铁素体相变温度区间(950℃、900℃、870℃、850℃),20Mn2钢的晶粒尺寸均能细化至3～4μm;在1150～870℃的降温轧制中,20Mn2钢的晶粒尺寸细化至1～3μm.分析表明,由于ZrC粒子的形变核心和再结晶核心的作用,含ZrC粒子的20Mn2钢在高温下(1150℃、1050℃)和较低温度下(950℃、900℃、870℃、850℃),变形的晶粒组织分别因奥氏体再结晶和形变诱导铁素体相变及其再结晶而得到细化;在降温轧制时,由于综合了高温奥氏体再结晶和低温形变诱导铁素体相变及其再结晶的细化晶粒效应,而最终获得的晶粒尺寸比恒温变形的更小.     

超细晶奥氏体在两相区大变形后的瞬态组织

将一种低碳结构钢循环加热淬火得到超细晶粒奥氏体,再以20℃/s的速率将其冷却至两相区进行真应变量为2的大变形,分析了形变后的瞬态组织.结果表明:用该工艺制备的超细晶奥氏体在两相区的高速大变形的后期,始终呈现应变硬化特征,并伴随有一定程度的形变诱导相变或铁素体动态再结晶等软化行为;同时,在较低温度快速大变形容易在试样的个别碳过饱和区导致应变诱导孪晶马氏体组织的生成,且随着形变温度降低孪晶马氏体量增加-循环加热淬火前的原始组织影响奥氏体内碳浓度分布,在一定程度上影响冷却变形过程的应力应变行为和形变后的瞬态组织.     

Fe-3%Si合金热变形过程中的组织演变

利用Gleeble-1500热模拟实验机对Fe-3%Si合金进行1173K、0.01s-1条件下的压缩变形,借助EBSD分析了不同应变量下晶界与热变形组织特征演变。发现晶体旋转动态再结晶机制与几何动态再结晶机制共同控制了动态再结晶过程:在小应变量阶段,晶体旋转的不均匀性使晶界附近区域优先形成完善亚晶,而晶粒内部呈现不完善的亚晶;随应变量增大,晶界附近区域取向差增加,小角晶界逐渐演变为大角晶界;在大应变量阶段,原始晶界附近区域形成的大角晶界相互接触,最终通过几何动态再结晶机制实现通体动态再结晶。     

应变速率对奥氏体不锈钢Cr17Mn6Ni4Cu2N铸坯热塑性的影响

研究了应变速率对奥氏体不锈钢Cr17Mn6Ni4Cu2N铸坯热塑性的影响。结果表明,壳层的微观组织为δ铁素体树枝品分布在奥氏体晶粒内部,提高应变速率会降低其热塑性,并使裂纹形核位置由δ铁索体树枝品处变为奥氏体晶界处;在芯部铁素体分布在奥氏体晶粒内部及晶界上,提高应变速率会提高其热塑性,且裂纹的形核位置由晶界铁素体处变为晶界铁素体和奥氏体晶界处。在高应变速率下变形,铁素体和奥氏体的强度均提高,并使它们之间的强度差别减小,导致裂纹形核位置由铁索体向奥氏体晶界转移。在壳层,较高的应变速率提高了奥氏体晶界处的应力集中,导致其塑性降低;在芯部,较高的应变速率降低了铁素体处的应力集中,使其热塑性提高。     

16Mn钢奥氏体动态再结晶及晶粒细化的研究

本文研究了16Mn 钢奥氏体动态再结晶、晶粒大小、晶粒细化率及γ→α相变后铁素体晶粒大小与工艺参数:变形量ε,变形温度之间的关系。通过大量数据的回归处理,得到奥氏体晶粒细化率在一定温度条件下,与变形量ε之间满足指数函数关系:动态再结晶完成后,奥氏体晶粒平均直径与形变速率温度修正系数 z 之间符合线性关系:γ→α相变后铁素体晶粒大小在一定温度条件下与变形量之间也存在指数函数关系:     

一种新型铁素体不锈钢的深冲性能研究

为探究一种新型铁素体不锈钢的深冲性能,在840~920℃不同温度下对新型铁素体不锈钢的冷轧板做再结晶退火处理,通过XRD、SEM和EBSD等分析方法研究了退火2 min或4 min后,材料微观组织、宏观织构的变化规律对深冲性能的影响及其内在机理.研究表明:保持退火时间2 min,退火温度900℃时,试验钢拥有较多的有利γ纤维织构,主要为{111}112取向,并有少量α纤维织构,此时平均塑性应变比r-=1.77,高于其他退火温度下的值;延长退火时间,在900℃下保温4 min,不同取向晶粒获得了长大机会,晶粒尺寸均匀性显著改善,r-值提高至1.82,试验钢有望取得理想深冲性能.     

EBSD study on the formation of fine ferrite grains in plain carbon steel during warm deformation

Torsion testing was carried out on a plain carbon steel to study ferrite grain refinement during warm deformation within two-phase (α + γ) region. Fine ferrite grains development was analyzed by using optical microscope and EBSD technique. Microstructural analysis shows that with increasing strain the new fine equiaxed ferrite grains surrounded by high angle boundaries start generating at the initial boundaries and the volume fraction of fine grains is increased and that of work hardened grains decreased. It was seen that there is no evidence of discontinuous dynamic recrystallization. Thus, it is suggested that the occurrence of continuous dynamic recrystallization is responsible for the formation of new fine ferrite grains.     

GH4169合金楔横轧加工过程中动态再结晶及织构演变

为研究GH4169合金楔横轧加工过程中动态再结晶及织构演变规律,采用金相显微镜(OM)和电子背散射衍射(EBSD)对30%,50%两种断面收缩率下GH4169合金楔横轧件表层与心部的微观组织、晶体取向及织构进行分析。结果表明:GH4169合金楔横轧加工过程中,随着动态再结晶的发生,晶体取向逐渐变得随机化分布;轧制表层大角度晶界数量较轧件心部多,轧件表层织构强度变化不大,心部织构强度明显增强;经过楔横轧变形后织构发生转动,原始态织构类型为{001}〈110〉,{111}〈110〉,{111}〈011〉,轧制后主要织构类型为{001}〈010〉,{112}〈110〉,{110}〈111〉,{110}〈112〉;GH4169合金楔横轧件动态再结晶及织构演变规律是由楔横轧特殊变形特点决定的。     

镁合金AZ31高温形变机制的织构分析

利用X射线衍射和背散射电子衍射方法测定了镁合金AZ3l高温动态再结晶和超塑形变时的宏观和微观织构,分析了晶粒内部的形变机制.结果表明,在动态再结晶和超塑形变过程中,晶粒内部的滑移机制仍起重要作用,表现为再结晶晶粒出现择优取向以及一些晶粒可充分均匀形变成长条状.宏观织构的测定表明,具有不同初始织构的两类样品高温动态再结晶时,新晶粒有不同的取向择优过程,形成相似的织构;长条形变晶粒内部开动的滑移系也有一定的差异.分析了不同温度下相同的织构对应的不同塑变机理取向成像分析表明,基面织构取向的晶粒间总伴随着较高比例的小角晶界和30°(0001)的取向关系,这是六方结构的六次对称性限制了动态再结晶时(亚)晶粒间取向差的有效增大的缘故.     

深冲IF钢再结晶{111}纤维织构形成机制探讨

为了探讨深冲IF钢再结晶织构与退火温度之间的关系及{111}再结晶织构形成机制,采用X射线衍射三维取向(ODF)和背散射电子衍射(EBSD)分析技术并结合金相组织观察,利用Gibbs-Thom son方程对冷轧IF钢在不同退火温度下的再结晶织构演变规律及形成机制进行研究.实验结果表明:随着退火温度的增加,再结晶量逐渐增多,γ纤维织构强度亦相应增强,同时,α纤维织构强度则逐渐降低;冷轧IF钢再结晶初期的织构转变主要发生在γ纤维织构之间.研究表明,再结晶核心的形成主要以"显微择优形核"为主,晶核的长大则主要以择优生长为主,而Σ重位点阵晶界在再结晶γ纤维织构形成过程中起着重要作用.     

无取向硅钢形变储能取向依赖性及其对再结晶织构的影响

采用晶体塑性有限元模拟与实验相结合的方式,研究无取向硅钢冷轧过程中不同初始织构组分的取向流动与形变储能累积。结果表明:冷轧后形成了较强的α,γ形变织构和较弱的λ形变织构。再结晶织构由γ,α,η和λ织构组成,其取向密度依赖于冷轧压下率。随冷轧压下率增大,λ再结晶织构逐渐增强,η织构先增强后减弱,γ织构先减弱后增强,α织构稍有弱化。冷轧过程中形变储能累积具有明显的初始取向依赖性,初始γ取向储能累积速率在低于50%压下率时与初始α取向接近,高于50%压下率时则明显大于后者,初始λ取向储能累积速率始终显著低于γ和α取向,转至同一形变取向的不同初始取向间的储能累积也会产生差异。冷轧过程中不同初始织构组分的取向流动与形变储能累积规律,决定了无取向硅钢再结晶织构组分的发展。     

EBSD Investigation on Oriented Nucleation in IF Steels

The mechanism responsible for the formation of recrystallization texture in cold-rolled Ti bearing interstitial free （IF） steel sheets was investigated using electron back-scatter diffraction （EBSD）. In addition, the origin of nuclei with specific orientations was studied. The formation of recrystallization texture was explained by oriented nucleation. Most nuclei have a high misorientation angle of 25-55° with the surrounding deformed matrices, but no specific orientation of misorientation axis between the nucleus and the surrounding deformed matrix is observed. The stored energy of deformed grains is in the decreasing order of the {111}〈112〉,{111}〈110〉, {112}〈110〉 and {001}〈110〉 orientations. New {111}〈110〉 grains are nucleated within deformed {111}〈112〉 grains and new {111}〈112〉 grains originate in the deformed {111}〈110〉 grains.     

Annealing twin formation and recrystallization study of cold-drawn copper wires from EBSD measurements

The crystallographic texture and microstructure of an electrolytic tough pitch copper have been investigated by Electron Back Scattered Diffraction (EBSD) after cold wire drawing (reduction in area between 52% and 94%) and after primary recrystallization.The material presents a deformation texture composed of major 〈111〉 and minor 〈100〉 fibers. The evolution of the quality index of the Kikuchi patterns shows that the stored energy is lower in the 〈100〉 fiber than in the 〈111〉 fiber. Then, after recrystallization, the volume fraction of the 〈100〉 fiber increases at the expense of the other texture components.The study of the grain boundary nature shows that the recrystallization twin fraction decreases with increasing strain. It is shown that this evolution is the consequence of the grain size reduction.     

Microstructure and texture evolution in low carbon steel deformed by differential speed rolling (DSR) method

The study examined the microstructural and textural evolution of low carbon steel samples fabricated using a differential speed rolling (DSR) process with respect to the number of operations. For this purpose, the samples were deformed by up to 4-pass of DSR at room temperature with a roll speed ratio of 1:4 for the lower and upper rolls, respectively. The DSR technique applied to low carbon steel samples resulted in a microstructure composed of ultrafine ferrite grains, approximately 0.4 µm in size, after 4-pass with a high-angle grain boundary fraction of ~65 %. The microstructural features of the ferrite phase indicated the occurrence of continuous dynamic recrystallization, beginning with the formation of a necklace-like structure of ultrafine equiaxed grains around the elongated grains, which were formed in the early stages of deformation, and ending with ultrafine recrystallized grains surrounded by boundaries with high angles of misorientations. In the pearlite phase, the microstructural changes associated with DSR deformation were presented by the occurrence of bending, kinking, and breaking of the cementite lamellar plates. In addition, the evolution of texture after DSR processing was affected by shear deformation and rolling deformation, leading to the formation of a texture composed of fractions of components with shear texture orientations such as {110} 〈001〉 (Goss) and orientations close to {112} 〈111〉, in addition to rolling texture components consisting mainly of α-fiber and γ-fiber.