二次退火对TA1冷轧板织构及各向异性的影响

摘要:研究了二次退火TA1冷轧板的织构以及力学性能各向异性。采用电子背散射衍射对晶粒织构和取向进行了表征,通过对轧制面进行不同加载方向的单向拉伸试验检测了力学性能。结果表明,经过一次退火后,织构的取向强度降低,<0001>//ND织构消失,■//RD向■//RD偏离60°附近产生较强的棱锥型织构,板面各向异性显著增强。二次退火后,晶粒进一步趋向于等轴化,织构类型和一次退火相比没有变化,增强了由再结晶产生的■//RD织构的强度,但进一步减小了整体织构强度,板面各向异性明显降低。一次退火后,由于对称性<0001>//ND基面织构的消失以及非对称棱锥型织构的产生,导致板面的力学性能各向异性较强。经过二次退火处理后,在织构类型不变的情况下织构强度减弱,各向异性有所改善,提高了板材的成形性能。     

压下率对冷轧及退火纯钛板材织构的影响

冷轧纯钛的典型织构类型是以■为主要织构组分的棱锥织构。棱锥织构属于非对称织构,会使得纯钛板材呈现明显的力学性能各向异性。对纯钛板材进行多道次冷轧变形和再结晶退火处理,然后分别用X射线衍射仪(XRD)测试织构极密度及取向变化。结果表明：纯钛冷轧后主要存在的织构类型为■、■和■棱锥织构。经580℃/2 h退火,遗传了冷轧后主要的棱锥织构类型,其中■和■织构的极密度随压下率变化较退火前明显减小,而基面织构虽然强度高但组分少,加剧了纯钛板材的各向异性。     

轧制工艺对TC4合金板材织构演变及组织性能的影响

本文研究了顺向冷轧和换向冷轧两种轧制方式对TC4板材显微组织、织构和力学性能的影响规律。研究结果表明：两种轧制工艺的晶粒都有所细化;顺向冷轧微观组织仍存在带状组织,α晶粒呈现出方向性的拉长;换向冷轧晶粒破碎的更加均匀,退火后形成的细小等轴α晶粒。换向冷轧工艺的塑性指标显著优于顺向冷轧,强度指标略低于顺向冷轧,但是板材的RD和TD之间的差值明显减少。原始冷轧板材主要存在(-12-10)<10-10>棱锥型织构,强度较高;顺向冷轧遗传了原始板材的织构组分;换向轧制促进(0001)的强基面织构向ND-TD面和RD-TD面发生漫射,并存在一定角度的偏转,有效降低棱锥型织构强度,促进织构组分重新分配,显著改善板材的各向异性。     

退火温度对车用AZ91D镁合金板材室温拉伸断裂性能的影响

通过金相显微测试仪和力学拉伸试验仪器,分析了500～700℃退火温度下车用AZ91D镁合金板材室温拉伸力学性能以及断裂组织。研究结果表明:随着退火温度的增加,合金的晶粒尺寸逐渐增大,材料的抗拉强度降低。伸长率先增大后降低,并且在600℃下达到最大值,500,600与700℃温度下退火得到的试样的平均晶粒尺寸分别为4. 3,8. 5与15. 6μm;随着退火温度的增加,板材拉伸断口附近的显微组织中孪晶组织增加,孔洞变小,在500℃退火得到的镁合金板材断口区域存在一条明显的裂纹;随退火温度的增加,板材拉伸断裂机制为微孔聚集型断裂和解理断裂共同存在的混合型断裂。     

β锻造Ti17钛合金的组织和织构及其对室温拉伸性能的影响

利用光学显微镜、XRD和EBSD对β单相区锻造Ti17合金的显微组织和晶体取向进行了表征,分析了二者对Ti17合金室温拉伸性能的影响。结果表明:β锻Ti17合金中的原始β晶粒沿金属流动方向拉长,晶内为网篮状组织;β相呈现100β与压缩方向(锻坯轴向)平行的强丝织构;α相的强织构呈现在晶体c轴与轴向呈45°和90°的区域内;合金轴向拉伸试样的强度和断裂伸长率均低于径向拉伸试样的强度和断裂伸长率;轴向拉伸强度和塑性的降低分别与合金的转变α相织构和原始β晶粒形貌有关;通过细化原始β晶粒尺寸和弱化原始β晶粒的变形织构,可减小合金各向异性。     

不同温度退火处理后Al-Mg与Al-Mg-Sc合金板材的织构演变

采用X射线衍射反射法在角度(α)为0～75°时测量Al-Mg和Al-Mg-Sc合金板材经不同退火温度处理后的不完整极图,应用三维取向分布函数(ODF)以及晶粒取向汇集目标线(α、β取向线)研究合金冷轧板材中织构的形成及其在退火过程中的演变规律。结果表明:Al-Mg合金冷轧板材中主要存在Brass织构{011}211和Copper织构{112}111,退火温度升高到300℃时,Al-Mg合金板材的形变织构逐渐消失,Brass织构和Copper织构分别向立方织构{001}100以及旋转立方织构{001}110转变;添加Sc元素没有改变Al-Mg合金板材冷轧织构组分,但织构极密度和取向密度明显增强;退火温度升高到450℃时,Al-Mg-Sc合金板材的部分Brass织构和Copper织构才向立方织构和旋转立方织构转变,表明Sc的加入使Al-Mg-Sc合金在退火过程的再结晶温度显著提高。     

冷轧Mg-Zn-Ca镁合金板材的织构演变和力学性能

系统地研究了弱织构的Mg-Zn-Ca合金板材在交叉冷轧和后续单向冷轧过程中的织构演变及力学性能。结果表明:合金板材交叉冷轧后的退火织构呈椭圆形分布。后续单向冷轧退火后的织构演变成环形分布的均匀织构。退火初期形成的再结晶晶粒与最终的完全再结晶晶粒的取向分布几乎是一致的。再结晶晶核的取向相对于变形母体晶粒具有较大的分散性,这造成退火织构的均匀随机分布,从而减小板材的面内各向异性。     

退火温度对Fe-Mn-TWIP钢微观结构的影响

通过光学显微镜、X射线衍射技术和EBSD技术研究了退火温度对Fe-Mn-TWIP钢的微观结构的影响,结果表明冷轧态TWIP钢完成退火再结晶后,组织为全部的奥氏体,随着退火温度的提高退火晶粒的尺寸增大,在1000 ℃时达到了30～50μm.织构分析表明,当退火温度低于700 ℃时,受冷轧织构的影响,晶粒取向变化较小;而在高于700 ℃退火时,冷轧时的α取向-线织构痕迹逐渐减小,面织构的比率增加.取向分析表明,此时材料中存在较多的60.〈111〉孪晶的大角度晶界,由于孪晶成对称关系,导致材料的织构较弱.     

退火温度对温轧Ti-IF钢板织构的影响

研究了冷轧后不同退火温度下温轧Ti-IF钢板的织构发展规律。结果表明:最佳退火温度为710～750℃。退火温度较低时(400～550℃),其织构类型与冷轧相同。退火温度为710℃和750℃时,得到了单一的强烈均匀分布的再结晶γ纤维织构,而退火温度为600℃和700℃时,虽然再结晶已经基本完成,部分α取向线上织构组分强度也迅速降低,但是再结晶γ纤维织构的强度并没有太大变化,说明在600℃和700℃退火时,消失的α取向的变形基体并没有完全被γ取向晶粒吞并,也转变成了其他取向的晶粒。     

退火处理对AZ31B镁合金板材组织与性能的影响

沿板材不同挤出方向截取试样,研究了不同退火工艺条件下AZ31B板材的组织和力学性能。结果表明,挤压态板材相组成以α-Mg为主,带有部分Al2Mg相。由于挤压变形使板材形成了平行于板平面的(0001)基面织构,造成板材的力学性能各向异性,其中以板材挤出方向呈90&#176;的试样综合力学性能最高,其抗拉强度为274.3MPa,伸长率为14.5%。退火处理过程中形成的再结晶组织,使晶粒得到细化,改善了材料的力学性能,其中以取样角度为0&#176;的试样力学性能改善最为显著。此外,退火处理能使板材的断裂特征由供应态的脆、韧性混合断裂向韧性断裂转变。     

热处理对EB铸锭直接轧制TC4合金板材组织和力学性能的影响

对电子束冷床炉熔铸的TC4钛合金扁锭,通过3个火次轧制获得了不同厚度的板材,研究了不同退火温度(750、780、810和850 ℃)对板材显微组织和力学性能的影响。结果表明,一火轧制板材的显微组织破碎不充分,提高退火温度未能明显改变初生α相的形态,二火、三火轧制后原始片层组织逐渐完全破碎,等轴状初生α相比例相应提升,随着退火温度的升高,二火板材初生α相逐渐球化,三火板材初生α相在780 ℃开始逐渐长大,次生α相均呈现出增厚变宽的趋势。综合分析认为,一火板材在810 ℃、二火板材在840 ℃、三火板材在750 ℃退火后,获得了较好的强度和塑性匹配;通过对相应合金板材断口形貌分析,室温断裂机制和高温断裂机制均为典型的韧性断裂。     

7050铝合金厚板织构、拉伸性能及断裂韧性的不均匀性

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、常温拉伸和紧凑拉伸实验,对120mm厚的7050铝合金板材的织构分布、拉伸性能及断裂韧性进行分析。结果表明:沿板材厚度方向,合金的组织、织构、强度及断裂韧性呈不均匀分布;在同一厚度处,合金的强度和断裂韧性具有明显的各向异性;由板材表层到中心,粗大第二相及再结晶晶粒尺寸逐渐增大;板材表层的织构主要由剪切织构{111}110和立方织构Cube{001}100组成,中心主要由β取向轧制织构和少量立方织构组成,1/4厚度处是过渡层;由板材表层到中心,轧向及长横向强度呈不均匀变化,板材中心处强度比表层的小;板材同一厚度处,强度和断裂韧性具有明显的各向异性,轧向强度大于长横向和短横向强度,L-T取向的断裂韧性大于T-L取向和S-L取向的断裂韧性;L-T取向的断裂方式主要是穿晶断裂,S-L取向的断裂方式以沿晶断裂为主,T-L取向是混合型断裂,其穿晶断裂比例比L-T取向的穿晶断裂比例小,沿晶断裂比例比S-L取向的沿晶断裂比例小。     

超塑Al-Mg-Li合金的显微组织与织构特性

采用一种新型形变热处理方法制备细晶Al-Mg-Li合金板材,研究静态再结晶退火对合金板材晶粒组织及超塑变形行为的影响。结果表明,晶粒尺寸、形状和织构的分布沿板材法向方向存在明显不同;表面层的晶粒组织细小、等轴,含有旋转cubeND{001}（310）取向;中心层具有粗大、长条状晶粒,含有a取向线的织构组分。随着再结晶温度的升高,整个板材的晶粒尺寸长大,中心层晶粒纵横比减小,表面层织构强化而中心层织构弱化,超塑性伸长率下降。升高再结晶温度导致整个板材内的旋转cubeND{001}（310）织构组分强化而a取向线的织构弱化。分析了不同温度下再结晶织构的形成机制。     

退火温度对船用Al-Mg-Mn-Cr合金组织和性能的影响

通过力学性能测试、光学显微镜及腐蚀性能测试等手段,研究了不同退火温度对实际生产的5AN6铝合金板材组织和性能的影响。结果显示:合金在退火后力学性能持续下降,于280 ℃退火时强度发生大幅度下降;在300~360 ℃退火时,合金力学性能趋于稳定;原始状态合金的晶粒组织为不完全的纤维组织,在280 ℃退火之后晶粒明显细化,可认为合金在280 ℃退火后发生了再结晶;5AN6铝合金的腐蚀性能温度敏感区间为160~240 ℃,在此温度区间内显微组织显示为沿晶界连续析出的β相。     

织构对铝-镁-钪合金板材平面各向异性的影响

采用室温拉伸、X-射线衍射技术(XRD)等方法研究了不同取向条件下铝-镁-钪合金冷轧-退火态板材的织构类型以及拉伸力学性能的各向异性.通过Schmid因子及其倒数的加权计算,初步探讨了织构对合金板材力学性能各向异性的影响.结果表明,经350℃×1h退火后,铝-镁-钪合金板材的织构组分主要为S织构{123}<634>和Brass织构{110}<112>等典型的形变织构;合金板材在纵向(0°方向)和横向(90°方向)的屈服强度较高,在45°拉伸方向的屈服强度较低,并且表现出反常的各向异性,而伸长率则在45°拉伸方向上最高.经分析可知,织构是影响合金板材平面各向异性的主要因素.     

退火温度对Ti811轧制合金组织及性能的影响

对Ti811钛合金板材进行多道次轧制,并进行了退火处理,利用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验机研究了轧制Ti811合金的显微组织、断口组织和力学性能。结果表明,轧制态Ti811合金组织主要由细长β相和粗大的板条状α相组成,轧制后退火可促进α相晶粒和β相晶粒等轴化,同时退火处理也促进了α相晶粒转化成β相晶粒,退火温度越高转换比例越大。退火处理减小了轧制Ti811合金的异向抗拉强度差,其中900℃退火试样的室温综合力学性能最好,轧制方向(LD)和厚度(TD)方向抗拉强度分别达到947.4MPa和924.7MPa,伸长率分别达到11.6%和9.4%。另外,断裂方式为韧性断裂。     

电子束增材制造的TC4钛合金热处理后的显微组织和力学性能

采用电子束增材制造技术制备了 TC4钛合金试棒,对试棒进行了 700～1 000℃的退火、900～960℃的固溶处理和550℃时效处理,检测了热处理后合金的显微组织和力学性能。结果表明:随着退火温度的升高,合金晶粒内α相的取向差增大,β相含量增加,针状α相数量减少,α相发生粗化;1 000℃退火的合金α相板条呈等轴状,组织明显粗大;随着固溶温度的升高,合金组织中针状次生α相数量增多,组织粗化;960℃固溶处理的合金组织为全片层状的次生α相;随着退火温度的升高,合金的抗拉强度和塑性均下降;随着固溶温度的升高,合金的抗拉强度增加而塑性降低,960℃固溶处理的合金抗拉强度最高,达1 167.2 MPa,断后伸长率为6%;经900℃×1 h固溶处理、水冷随后550℃×4 h时效处理的合金力学性能最好,抗拉强度为1 075.7 MPa,断后伸长率为10%。     

TC11合金两相区退火对微观组织与微观织构的影响

采用金相、扫描电镜和电子背散射衍射(EBSD)研究两相区退火温度和时间对热压缩态TC11(Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si)双相钛合金组织和微观取向的影响。结果表明:初始魏氏组织在850℃热压缩后被破坏,形成较为细小、扭折的片层组织,晶粒取向呈非均匀分布;在后续700和900℃退火过程中,α相变形组织和亚结构发生静态再结晶而转变为等轴状晶粒,晶粒尺寸较退火前的更为细小,再结晶程度和等轴组织比例随保温时间的延长而增加,片层组织的球化程度、晶粒取向和形貌的均匀性与合金的再结晶程度相关。在900℃退火时,α相的再结晶程度较700℃退火时的更为明显;经过120 min退火后,合金发生完全再结晶,得到较为均匀、细小的等轴状组织。     

退火温度对高纯钽棒再结晶织构及力学行为的影响

本文对冷变形后的高纯钽棒进行不同温度(850~1050℃)的退火处理,研究了退火后的微结构及织构演变规律、再结晶形核与取向的依赖性以及再结晶组织对其力学行为的影响。结果表明,冷变形组织呈{100}和{111}取向分布的纤维状结构,以()[]组分为主的α-织构。退火处理后,高纯钽棒组织分别处于回复阶段(850℃)、完全再结晶(950℃)以及晶粒长大阶段(1050℃)。随着退火温度的增加,α-织构逐渐弱化,γ-织构逐渐形成,尤其是完全再结晶后,α-织构组分完全消失。屈服强度和应变硬化能力随着退火温度的增加而降低,塑韧性得到明显改善,完全再结晶时均匀伸长率达到17.85%。当温度增加到1050℃时,二次再结晶晶粒容易发生沿晶断裂,力学性能较差。     

退火处理对等径角轧制AZ31镁合金板材组织与性能的影响

通过显微组织分析和力学性能测试对退火处理后等径角轧制AZ31镁合金板材进行了研究,在试验条件下,退火处理后板材中原有的非基面晶粒取向未发生明显改变;随着退火时间的延长,退火温度的升高,晶粒逐渐趋于均匀、等轴化并发生长大,孪晶消失,抗拉强度和屈服强度逐渐降低,断裂伸长率明显提高,各向异性减弱.这表明,孪晶的存在及晶粒粗化导致板材的塑性降低,而非基面晶粒取向和均匀等轴化的晶粒组织则有利于其塑性的提高,明显的屈服现象、低的屈服强度和大的应变硬化现象可归因于板材内(0002)基面晶粒取向的减弱.