初始晶粒尺寸和轧制间回复退火对Ni-9.3at%W合金基带立方织构形成影响的研究

无磁性、高强度Ni-9.3at%W(Ni9W)合金由于其较低的层错能,难以通过传统的轧制及再结晶退火得到强立方织构。本工作采用熔炼制坯路线,结合均匀化退火和中间再结晶退火的方法得到了晶粒尺寸细小,合金元素W均匀分布的Ni9W坯锭,通过总变形量为99%的轧制,中间引入四次轧制间回复退火得到了厚度为80μm的Ni9W轧制基带,最后采用两步再结晶退火的方式得到了再结晶立方织构含量为80.2%(<10o)的Ni9W合金基带。     

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°)。     

基带厚度对无磁性Cu-45Ni合金基带立方织构形成的影响

对总形变量相同,厚度分别为80和40μm的Cu-45Ni(at%,下同)合金基带进行再结晶热处理后,采用X射线四环衍射,分析其冷轧织构及再结晶织构;采用电子背散射衍射技术(EBSD),通过对比分析两者高温热处理后立方织构、小角度晶界及孪晶界含量等的变化,研究基带厚度对无磁性Cu-45Ni合金基带立方织构形成的影响。结果表明:对于总形变量均为99%的2种基带,冷轧后均形成"Copper"型轧制织构,且轧制织构对不同厚度的Cu-45Ni合金基带再结晶立方织构的形成影响较小。厚度为40μm的超薄带在高温热处理后更容易形成较强的立方织构,同时小角度晶界的含量也较高,这主要是由于发生部分再结晶时,厚度小的超薄基带中2个立方晶粒相遇并迅速长大,形成强立方织构的几率要大于普通厚度的基带。     

再结晶退火工艺对Ni5W合金长带织构的影响

采用中频感应熔炼方法制备Ni-5at%W合金锭,经锻造和热轧后,再冷轧到50 m长,厚度为60 μm的带材。随后在800~1200 ℃进行再结晶退火处理。在兼顾“高织构”和“浅晶界”要求下,得出1100 ℃/0.5 h是Ni5W合金基带最佳的退火工艺。根据X射线衍射(XRD)和电子背散射衍射技术(EBSD)结果,在1100 ℃/0.5 h时该Ni5W合金基带的再结晶立方织构含量达到98.9%(≤10°),且晶粒尺寸均匀。退火后的Ni5W合金基带扫描半高宽(FWHM)值和孪晶界含量接近德国Dresden公司商业化Ni5W合金基带的水平     

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。     

涂层导体用Ni-5at%W长带制备研究

采用压延辅助双轴织构基板制备路线成功轧制出长度大于100 m、厚度约为66μm的Ni-5at%W(Ni5W)合金长带,从中截取10 m长带在自制的卷到卷热处理系统中进行再结晶动态退火处理。XRD织构分析显示,整条长带退火前的轧制织构含量平均值为63.8%(≤10°),动态退火长带面内和面外织构的半高宽平均值分别为7.2°和6.1°。EBSD分析发现,基带立方织构含量为98.7%(≤10°),小角晶界含量为87.7%(≤10°)。长带轧制过程中变更轧机时增加首道次压下量可以有效改善轧制过程中带材断裂的情况。此工艺可以制备出符合YBCO超导层需求的、具有高立方织构含量和均匀性的Ni5W合金长带。