6082铝合金搅拌摩擦焊焊接过程中晶粒取向演化

采用电子背散射衍射(EBSD)技术,研究6082-T6铝合金搅拌摩擦焊焊核区及母材上表面晶粒形貌、晶界特征、织构组分的演化。结果表明:在焊接过程中,母材发生塑性变形以及动态回复再结晶,晶粒被细化;基于搅拌针后方所形成的汤普森四面体,邻近匙孔焊核区首先形成(110)[001]高斯织构和(114)[221]织构,且这两种织构晶粒沿〈110〉晶向旋转一定角度,进一步形成(112)[111]铜织构、(111)[112]织构;距匙孔40mm处焊核区,经历了轴肩的挤压,塑性变形程度更大,使得[110]丝织构占主导地位。     

铸辗成形环坯热压缩过程中晶粒的取向和织构演变

在不同变形温度和应变速率为0.1 s-1条件下研究了砂型铸造和离心铸造Q235B环坯的热压缩变形行为,并使用电子背散射衍射(EBSD)技术分析其晶粒取向和织构的演化特点。结果表明:Q235B环坯的晶粒在1000℃尺寸较小,有少量仍保持铸造状态的晶粒,组织演变的机理为动态回复和大应变几何动态再结晶;离心铸造环坯中有22%集中在20°-50°的大角度晶界。在1100℃再结晶充分,晶粒趋于等轴状;晶界取向差分布仍呈现典型的双峰特征,大角度晶界的比例为60%-75%。在1000℃砂型铸造Q235B的织构组态,为少量沿着001//ND取向线分布的{001}100立方织构和{001}110织构;在1100℃主要是高斯织构{110}001和沿着110//ND向{110}001方向移动并聚集的旋转立方织构{110}110。在1000℃离心铸造环坯的织构组态为旋转立方织构{110}110和铜型织构{112}111,Copper织构沿着ε-取向线分布;在1100℃主要为{001}110织构和沿着γ取向线由黄铜R{111}112向{111}110转变的织构,再结晶的程度高,取向密度大。     

紫铜超声波焊接微观结构演变及再结晶研究

三维金属波导元件(包含接收信号孔、本振信号孔和耦合孔)是下一代射电望远镜的关键器件。超声增材为制备该波导元件提供了一种全新的方法,而紫铜薄片的有效焊接是该方法中最关键的工艺之一。当前对紫铜超声波的研究主要集中在焊接参数优化上,鲜有关于紫铜超声波焊接再结晶的研究。本工作采用电子背散射衍射(EBSD)技术观察紫铜超声波点焊的微观组织结构以及织构变化,研究紫铜超声波点焊的再结晶过程。结果表明:超声波焊接作用下紫铜焊接界面处的平均尺寸从20μm减小到1～2μm,说明超声波焊接细化了界面处晶粒;原始紫铜基体内主要包含具有大角度晶界(HAGBs)的粗大晶粒,而紫铜焊接接头界面处则出现了大量的小角度晶界(LAGBs)、亚晶和细小的等轴晶粒;原始紫铜中主要存在着铜型织构{112}〈111〉以及立方织构{001}〈100〉,而超声焊接后试样的织构主要有剪切织构{111}〈143〉、{111}〈110〉与{221}〈122〉,其中在焊接界面处存在大量重新生成的细小立方织构{100}〈001〉和剪切织构{111}〈110〉;在应变较小区域,通常发生不连续动态再结晶DDRX,此时再结晶形核方式为晶界弓出形核方式,而在应变较大区域则以连续动态再结晶CDRX为主,再结晶形核方式与亚晶相关。     

无取向硅钢晶粒长大过程中应力对织构和晶界变化的影响

采用EBSD技术研究了有、无拉应力作用下无取向硅钢在晶粒长大过程中织构转变及晶界变化的规律。结果表明:在晶粒生长期间,无应力作用下的硅钢中,{111}〈112〉,{111}〈110〉织构组分强化,而{100}〈001〉织构组分弱化;与无拉应力作用下的情况相比,施加5MPa的拉应力时,{111}〈112〉,{111}〈110〉织构组分强化的速率下降,{100}〈001〉织构组分变化不明显。对于在晶粒生长期间持续变化的{111}〈112〉,{111}〈110〉和{100}〈001〉织构组分而言,虽然有、无拉应力作用下硅钢的{111}〈112〉和{111}〈110〉织构组分的高取向差角度晶界频率均下降,而{100}〈001〉织构组分的高取向差角度晶界频率则上升,但当有拉应力作用后,{111}〈112〉和{111}〈110〉织构组分的高取向差角度晶界频率下降的速率变小,{100}〈001〉织构组分的高取向差角度晶界频率上升的速率稍有变小。通过对无取向硅钢在晶粒长大过程中织构转变及晶界变化规律的研究,分析了合金原子在晶界的偏聚行为。     

CGO硅钢初次再结晶组织及织构演变规律

对3%(质量分数)Si CGO硅钢冷轧板进行初次再结晶退火实验,设置不同的退火保温时间,将退火后的样品分别使用OM,TEM及EBSD进行分析,观察其微观组织、位错及织构分布,研究CGO硅钢初次再结晶过程中组织及织构的演变规律。结果表明:随着退火保温时间的延长,回复再结晶的程度增加,当保温时间延长至300s时,再结晶基本完成且呈现等轴晶状态,随着保温时间的延长,组织中位错密度降低。初次再结晶退火保温时间对初次再结晶织构分布有影响:随着保温时间的延长,{111}〈112〉和{110}〈112〉织构含量不断下降,{111}〈110〉织构的含量先减少后增加,立方及旋转立方组分基本保持不变,Goss织构组分逐渐增多。当保温时间较短时,晶粒取向差主要为小角度晶界并存在大量亚晶,随着保温时间的延长,大角度晶界逐渐增多。     

轧制温度对双辊铸轧硅钢形变与再结晶织构的影响

采用宏微观织构分析相结合的方法,研究了轧制温度对双辊铸轧Fe-2.8%Si-0.8%Al硅钢形变与再结晶织构的影响。室温和200℃轧制样品形变织构均由α(〈110〉∥RD)、γ(〈111〉∥ND)和λ(〈001〉∥ND)纤维织构组成,但200℃轧制显著减弱α、λ形变织构,增强γ形变织构特别是1/4层的{111}〈110〉织构。200℃轧制时,剪切带数量增多、储能增强,从而促进了Goss({110}〈001〉)、Cube({001}〈100〉)再结晶晶粒分别在γ和{111}〈110〉形变基体剪切带的大量形核,γ再结晶晶粒在晶界少量形核以及Goss和Cube再结晶晶粒的增多,有效抑制了γ织构。λ织构的变化由Cube和{001}〈110〉的变化共同决定,在1/4层,Cube织构显著增强导致λ织构的增强;在中心层,Cube略微增强而{001}〈110〉显著减弱导致λ织构的减弱。     

升温速率对冷轧超薄取向硅钢再结晶行为的影响

利用EBSD技术对比分析了升温速率对冷轧超薄取向硅钢再结晶行为的影响.结果表明,冷轧超薄带中再结晶形核位置、再结晶织构类型受升温速率的影响不大,主要取决于形变组织;剪切带、{111}〈112〉取向晶粒晶界、形变带和形变不均匀区均为再结晶的形核位置,剪切带的再结晶形核优势更为明显;再结晶晶粒取向以Goss({110}〈001〉)取向为主,同时存在{210}〈001〉、{310}〈001〉以及一定比例的杂乱取向.然而,升温速率显著影响Goss织构的强度及退火样品的组织均匀性;慢速升温条件下,Goss织构比例和锋锐度降低,说明回复导致不同织构的形变组织储存能差异减小,降低了Goss取向的形核优势;快速升温条件下,剪切带内的Goss晶核具有更大的形核优势,吞并临近的形变组织完成再结晶,形成更强和锋锐的Goss织构.此外,快速升温可提高再结晶完成后的组织均匀性、降低平均晶粒尺寸.     

镁合金搅拌摩擦焊接头晶粒取向和织构分析

利用背散射电子衍射分析技术(EBSD)和取像显微分析技术(OIM),通过定量测量变形镁合金AZ80A搅拌摩擦焊搭接接头的焊核区晶粒取向和织构,探讨了搅拌摩擦焊焊核区形成的微观过程.结果表明:AZ80A合金在搅拌摩擦焊过程中,存在塑性变形和动态再结晶两种微观过程,导致焊核区所形成的晶粒织构密度不强、取向呈多样化的趋势;晶粒为再结晶细晶粒;在焊核区,变形织构{1,-1,0,4}<1,0,-1,0>略偏离板法向20°,且随板厚方向向下越来越强,同时再结晶取向越来越多;焊核区晶粒继承了母材中的{1,-1,0,4}<1,0,-1,0>变形织构,在焊核区所发生的动态再结晶含有一定程度的原位再结晶.     

LY12铝合金的再结晶织构及晶界特征分布

利用X射线定量织构分析术和背散射电子衍射花样术,研究了冷轧LY12铝合金的再结晶织构及重位(CSL)晶界的分布.结果表明,高温退火样品的再结晶织构与冷轧样品的织构相似;预回复低温退火具有增强再结晶立方{001}〈100〉织构和降低退火S{123}〈634〉、C{112}〈111〉及B{110}}〈112〉织构组分的作用;高强度的再结晶立方织构和一定强度的S织构共存的样品,∑7重位晶界具有较高的出现频度.     

偏析法制备高纯电子铝箔的再结晶织构演变

本工作基于偏析法高纯铝制备的高压电子铝箔,用电子背散射衍射(EBSD)和X射线衍射(XRD)方法研究其在退火过程中的再结晶织构演化,并建立元胞自动机(Cellular automata, CA)模型从能量角度解释不同再结晶机制。实验和模拟结果表明,分级退火时,在低温段变形基体中S型取向({123}〈634〉)和Cu型取向({112}〈111〉)的晶粒通过连续再结晶获得长大优势,立方取向({001}〈100〉)晶粒的形核受到抑制,在后续高温段S型取向和Cu型取向晶粒迅速长大并形成了以S型和Cu型织构为主的再结晶织构;直接高温退火时立方取向晶粒优先形核、长大从而形成强立方织构;CA模型表明两种不同退火条件下的能量差异是造成不同再结晶织构的主要原因。     

柱形光头搅拌针搅拌摩擦焊接铝锂合金接头组织及力学性能

采用柱形光头搅拌针搅拌摩擦焊接5mm厚的铝锂合金轧制板,并对接头组织和力学性能进行了分析.焊后接头形成了三个组织差异明显的区域:焊核区,热机影响区和热影响区.焊核区微观组织呈鱼鳞状;热影响区组织在焊接热循环作用下,发生回复反应,形成棒状的回复晶粒;前进侧和后退侧热机影响区内为颗粒较大的等轴晶晶粒,且后退侧晶粒尺寸大于前进侧.力学性能测试结果表明,焊接速度υ＝40mm/min时,接头获得最高拉伸强度(296MPa);焊接速度υ＝80mm/min时,接头获得最大延伸率(8.6%).硬度测试结果表明,焊缝区发生了软化,前进侧和后退侧材料的软化区间大致相同,但后退侧软化程度高于前进侧.     

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。     

冷轧Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金退火再结晶组织和织构的演变

利用维氏硬度计(HV)、X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM),研究了90%冷轧Al0.3CoCrFeNi高熵合金在900℃退火过程中的微观组织和织构演变规律。结果表明:退火0.5h合金发生完全再结晶,退火孪晶形成于再结晶面心立方(FCC)晶粒内;经退火1h后,富集Al-Ni原子的有序体心立方(BCC)相优先于FCC相的晶界处形核,且FCC相和BCC相均随着退火时间(1h~10h)的延长而发生晶粒长大。再结晶FCC相的织构组分主要为强{123},〈634〉S织构和强α-{110}纤维织构,{001}〈100〉立方织构随着退火时间的延长也逐渐转化为强织构;再结晶过程的进行使无择优取向的初始BCC晶核选择性长大,{111}〈112〉织构从而演变为强BCC相织构。     

3%Si电工钢铸坯中柱状晶的形变、再结晶行为及织构演变规律

利用电子背散射衍射(EBSD)技术和X射线衍射仪(XRD)研究3%(质量分数)Si电工钢铸坯中柱状晶的形变、再结晶行为及织构演变规律。结果表明:柱状晶长轴分别沿轧向、横向和法向放置,具有不同的初始织构。热轧后,表层形成的3种剪切取向中高斯取向较容易形成。中心区,RD样品中的α和γ线轧制取向,TD样品中的强γ线取向,ND样品中的强{100}取向以及各样品中的立方取向,均表现出明显的初始取向依赖性。冷轧后,RD,TD样品中的强{111}〈112〉取向来自热轧板中的高斯取向,ND样品中的强旋转立方取向遗传自初始{100}取向。受初始取向偏差及大晶粒尺寸影响,ND样品中的旋转立方取向晶粒内取向梯度较大。退火后,样品中心大尺寸的{100}取向晶粒是柱状晶初始取向遗传性的表现。     

退火张力对无取向硅钢再结晶织构和磁性能的影响

采用取向分布函数(ODF)分析了无取向电工钢冷轧板施加不同张力时再结晶退火后组织织构的变化。结果表明,随着退火张力的增加,再结晶晶粒尺寸逐渐增大,当退火张力为4 MPa时,晶粒平均直径达最大值75μm,且尺寸均匀,Goss织构和立方织构组分也增强,其铁损P_(1.5/50)降低到4.34 W·kg~(-1),同时磁感B50升至1.684T;当张力增加到6 MPa时,晶粒直径减小至40μm,{110}〈001〉和{001}〈100〉织构组分减弱,γ线织构组分明显增强,磁性能恶化。     

退火张力对无取向硅钢再结晶织构和磁性能的影响

采用取向分布函数(ODF)分析了无取向电工钢冷轧板施加不同张力时再结晶退火后组织织构的变化.结果表明,随着退火张力的增加,再结晶晶粒尺寸逐渐增大,当退火张力为4 MPa时,晶粒平均直径达最大值75 μm,且尺寸均匀,Cross织构和立方织构组分也增强,其铁损P1.5/50降低到4.34 W· kg-1,同时磁感Bs.升至1.684 T;当张力增加到6 MPa时,晶粒直径减小至40 μm,{110}<001>和{001}<100>织构组分减弱,γ线织构组分明显增强,磁性能恶化.     

镁合金搅拌摩擦焊接组织特征研究

通过对镁合金AZ31进行搅拌摩擦焊获得了成型良好的焊缝,采用金相显微镜对焊缝组织进行了分析,并采用透射电镜和X射线能谱仪对晶粒形貌和晶界析出的第二相进行了观测分析。结果表明,镁合金搅拌摩擦焊可以获得组织致密的焊缝,焊缝区域根据组织特点可以分为焊核区、热机影响区和热影响区;焊核区"洋葱环"之间呈现层片状结构,晶界强化相数量减少且尺寸变小;热机影响区在前进侧和焊核区有明显的分界,晶粒呈细长条状,后退侧和焊核区分界相对不明显,晶粒变形较小;热影响区在前进侧较窄,组织与母材组织相比变化较小,而后退侧热影响区较宽,晶粒尺寸有所增长,这与搅拌摩擦过程中金属切削迁移的堆积过程有关。     

冷轧形变量对异步轧制高纯铝箔织构的影响

应用取向分布函数(ODF)研究和分析了异步轧制高纯铝箔的形变织构和再结晶织构.结果表明:异步轧制高纯铝箔的形变织构除了C{112}<111>、B{110}<112>和S{123}<634>织构组分外,还有较强的CubeND{001}<110>和{102}织构.异步轧制高纯铝箔的再结晶织构由强的立方织构{001}<100>和弱的R{124}<211>织构组成.随着形变量的增加,异步轧制高纯铝箔的形变织构和再结晶织构呈现规律性的变化,{102}织构减少,S织构先增后减,速比较小时C织构近线性减少,速比较大时C织构则先增后减.异步轧制高纯铝箔的退火样品中有很强的立方织构,这与异步轧制提高高纯铝箔的形变储能有关,形变量过大时,立方织构随形变量的增加急剧减少.{102}织构有利于再结晶立方织构的加强.     

常化退火处理对无取向硅钢组织和织构的影响

采用光学显微镜和X射线衍射仪研究了常化退火处理对无取向硅钢热轧板和成品退火板显微组织和织构的影响。结果表明:常化退火处理消除了热轧板中的变形组织,促使变形晶粒完成再结晶;常化退火处理使高斯织构和立方织构易通过再结晶在变形带内形核和长大,可显著降低成品退火板的{111}和{112}不利织构组分的占有率,提高{100}和{110}有利织构组分的占有率,从而有利于提高无取向硅钢成品板的磁性能。     

工业纯铁自纳米化组织的EBSD分析

运用高能喷丸技术实现了工业纯铁表面自纳米化,利用电子背散射衍射（ElectronBackscatteredDiffraction,EBSD）对自纳米化组织的结构特征进行了分析,在此基础上探讨了工业纯铁自纳米化机理。结果表明,工业纯铁自纳米化组织由三个典型区域组成,分别含有大量残存住错,大角度晶界及大量小角度晶界。自纳米化组织含有再结晶织构和形变织构,但由于晶粒取向差不同,变形难易程度不同导致两种织构的比例不同。位错运动、晶粒取向差不同导致变形不同步及发生再结晶是工业纯铁表面自纳米化过程中晶粒细化的主要原因。