块体纯铜的多尺寸晶粒混合结构及力学性能

为了获得具有较好塑性的电沉积块体纯铜,主要研究500℃以上不同退火制度下的微观结构(晶粒大小、位错组态等)演变与力学性能的关系。研究结果表明:在500~560℃之间退火保温2 h的过程中,试样有正常晶粒长大和异常晶粒长大现象。530℃,2 h退火后,试样强度与500℃退火后的相比反常升高,但同时保持较好的塑性,与金属材料常规退火处理后性能变化趋势不一致,原因在于其内部形成均匀的多尺寸晶粒混合结构以及位错、孪晶等缺陷的变化。这种混合结构中的超细晶晶界可阻碍位错运动使材料保持一定的强度,同时嵌于超细晶晶粒基体中的微米晶可吸纳更多的位错使材料承受较大塑性形变。晶粒内部位错缺陷减少,促使晶粒可进一步承载由于拉伸变形产生的位错缺陷,提高塑性;同时孪晶数量增多,孪晶片层厚度增加。孪晶界也可阻碍位错运动而提高材料的强度,较厚的孪晶片层可以吸纳位错从而提高材料塑性。孪晶数量及片层厚度的变化有利于提高材料的综合性能。研究结果可为超细晶纯铜在电子行业较高温环境中的应用提供一定的参考价值。     

银电镀阳极不均匀溶解的研究

在银的氰化物电镀过程中,发现银阳极板表面有较多区域未溶解,经金相检测发现银板内部晶粒多为孪晶。银板在冷轧再退火后易形成退火孪晶,其中Σ3孪晶界占比例较大,Σ3孪晶界稳定性高,不易脱离电子,导致不均匀溶解。分析其形成原因为银板生产过程中道次加工率过大,再经过退火后形成此类退火孪晶。通过实验确定,先热轧再小道次加工量冷轧能够明显减少退火孪晶的数量,此工艺生产银板电镀后表面腐蚀均匀,提高电镀稳定性。     

退火对表面纳米化后IF钢结构和织构影响

通过组织观测和织构ODF测试,研究了退火对表面机械研磨处理后的冷轧IF钢结构和织构的影响。结果表明:表面机械研磨处理后的冷轧IF钢表面层纳米晶组织具有良好的热稳定性,经850℃真空退火后,样品表面依然为晶粒取向呈随机分布的纳米晶组织。SMAT样品退火前的晶粒取向对IF钢退火织构的形成具有重要影响,取向处于a-丝织构中的晶粒是再结晶形核和长大的源泉;退火前a-丝织构组分越强,退火后形成的再结晶织构也就越强。     

取向硅钢薄带形变再结晶组织及织构演变

利用背散射电子衍射微织构分析技术及X射线衍射织构分析技术,结合对取向硅钢薄带再结晶各阶段退火板磁性能的分析,系统研究了其形变再结晶过程中的组织及织构演变.结果表明,薄带内原始高斯晶粒取向发生绕TD轴向{111}〈112〉的转变,同时晶粒取向还表现出绕RD轴的附加转动,这种附加转动及其导致的表层微弱立方形变组织可为再结晶立方织构的形成提供核心.退火各阶段样品磁性能的变化对应了{110}-{100}〈001〉有益织构及其他织构的强弱转变以及再结晶晶粒不均匀程度的变化,综合织构类型及晶粒尺寸的变化推断发生了二次及三次再结晶过程.升温过程再结晶织构演变主要体现了织构诱发机制,也即与基体存在绕〈001〉轴取向关系的晶粒长大优势结合高斯织构的抑制效应发挥作用;而在高温长时间保温后三次再结晶过程,{110}低表面能诱发异常长大发挥主要作用使得最终得到锋锐的高斯织构.      

中温含铜取向硅钢的形变和再结晶织构特征

通过对比中温含铜取向硅钢与普通取向硅钢和高磁感取向硅钢的组织和织构特征,分析中温含铜取向硅钢独特的织构演变规律及其对二次再结晶行为的影响.结果表明,为了获得有利于高斯晶粒长大的强γ取向线织构,中温含铜钢需经过回复退火处理和高温退火阶段慢速升温.回复过程中γ取向线晶粒储能降低,同时慢速升温有利于γ取向线晶粒的形核和再结晶.中温含铜钢的二次再结晶开始温度超过1000℃,由于初次再结晶晶粒组织以γ织构为主且非γ取向线晶粒较少,导致最终二次晶粒尺寸超大且晶界圆滑,二次再结晶机理以择优长大为主导,超大的二次晶粒尺寸导致最终成品的铁损升高,但通过激光刻痕处理后,整体铁损的降低效果比二次晶粒较小的高磁感取向硅钢更加显著.      

Fe-28Mn-3Si-3Al TWIP钢变形过程中的孪晶观察

采用扫描电镜、透射电镜对TWIP钢的拉伸变形过程中的孪晶进行了观察.研究结果表明,在TWIP钢的拉伸过程中,具有孪晶界的晶粒内部首先发生变形,并产生一定程度的加工硬化,随后其余部分晶粒发生转变,形成对变形有利的取向,从而变形得到扩展,最终得到非常大的无颈缩延伸;并且最先变形孪晶遗传了退火孪晶的取向.变形过程中孪晶和位错相互作用、孪晶和孪晶相互作用以及孪晶取向改变引发的滑移是使TWIP钢得到强化的主要变形机制.     

薄规格取向硅钢晶粒异常长大时的组织、织构稳定性与表面效应分析

0.20 mm及以下厚度的薄规格取向硅钢由于显著的表面效应生产难度更大,开发时更容易造成降级或废品率.由于这些高端取向硅钢生产技术保密而很少有相关细节报道,并且不同的成分体系对应的组织、织构及抑制剂参数和工艺参数应该有所差异,因此各企业需要自己摸索它们之间的关系.本文基于企业开发成功的0.20 mm产品,在实验室条件下全面考察其工艺的可重复性及组织结构变化的敏感性,揭示了由一次再结晶到高温退火1200℃关键温度下的基体取向类晶粒、异常长大类晶粒的尺寸、取向及抑制剂的特点.希望从理论上澄清薄规格化带来的显著表面效应和关键组织织构参数,为全面提升我国整体取向硅钢生产控制的理论水平打下基础.结果 表明,该样品在实验室高温退火也显示出好的重复性,对应的一次品粒尺寸平均值约18μm,二次再结晶温度1050℃,二次再结晶温度区间在15℃以内,二次再结晶前平均基体晶粒尺寸长大不超过1 μm.     

钛及钛合金形变孪晶的研究进展

钛及钛合金变形机制主要有滑移和孪生。形变孪晶的生成分为形核和长大两个阶段。形变孪晶在钛合金变形中的作用:(1)多种塑性变形过程,当位错滑移困难时,形变孪晶起到协调变形的作用,例如,纯钛中的■等形变孪晶可协调c轴塑性变形,在高速压缩和等通道转角挤压等特殊工艺条件下孪晶仍起到协调变形的作用;(2)在压缩、等通道转角挤压和轧制等工艺条件下,形变孪晶引起大量晶粒发生转动,促进新织构的生成;(3)形变孪晶激活后钛合金产生明显的应变硬化效应,这是由于多孪晶的交叉作用;(4)形变孪晶还能产生孪晶诱发塑性效应。形变孪晶对钛合金再结晶也有促进作用,这是由于孪晶界是局部高能区,可提供合适的再结晶形核位置。室温激活孪晶诱发静态再结晶细化晶粒;热加工过程激活的孪晶同时诱发动态再结晶过程;液氮温度激活孪晶诱发之后的动态再结晶细晶效果明显,通过液氮温度多向压缩激活高密度均匀孪晶,再进行热压缩诱发动态再结晶,可获得细小均匀的等轴晶组织。     

LCD溅射靶材用大尺寸钼板工艺、组织、织构与性能研究

进行了烧结、轧制工艺对比试验,研究了粉末粒度、形貌和烧结工艺对大型钼烧结板坯组织和性能的影响;轧制方式对LCD溅射靶材用大尺寸钼板微观组织、织构以及性能的影响,探讨了影响LCD溅射靶材用大尺寸钼板组织、织构及性能的主要因素。结果表明：制备大型烧结钼板坯可选用颗粒大小较为均匀、分布疏松、粗细搭配合理的中等粒度钼粉;相比普通钼板坯而言,通过延长保温时间,1900℃高温氢气中频烧结,可制备轧制大尺寸钼靶材用大型钼板坯;LCD溅射靶材用大尺寸钼板轧制总加工率需大于70％;采用1火次多道次单向轧制工艺,正常轧制的LCD溅射靶材用长条形钼板再结晶退火后可得到均匀细小的等轴晶粒组织;由于纵向开坯轧制阶段的不均匀变形（非正常轧制）,导致包覆横轧得到的LCD溅射靶材用宽幅矩形钼板再结晶退火后组织不均匀,细晶粒和粗大晶粒并存;单向正常轧制的LCD溅射靶材用长条形钼板再结晶退火后近表层无明显优先织构取向。纵向开坯轧制,然后用包覆换向横轧得到的LCD溅射靶材用宽幅钼板再结晶退火后近表层存在较强的{0,0,1}〈1,-1,0〉、{0,0,1}〈6,-1,0〉和{0,1,1}〈1,0,0〉织构。     

薄带连铸取向硅钢Goss晶粒二次再结晶过程的研究

研究了双辊薄带连铸Fe- 3%Si取向硅钢薄带在冷轧后二次再结晶过程中Goss晶粒的演化过程。结果表明：薄带连铸流程可以固溶较多的抑制剂元素，并且无需通过“γ→α”相变控制AlN的析出。铸带经过两阶段冷轧变形和高温退火后，可以获得完善且位向准确的Goss晶粒，B8值达到1. 92T以上。高温退火升温过程中，在抑制剂的作用下基体晶粒尺寸基本稳定，Goss晶粒在1035～1060℃范围内发生异常长大。长大方式为位向准确的Goss二次晶粒快速发生异常长大，吞并基体中稳定的初次晶粒，而后快速发生异常长大的二次晶粒继续吞并发展缓慢的Goss二次晶粒和一些尺寸较大的初次晶粒，最终完成全部二次再结晶过程。     

薄带连铸取向硅钢Goss晶粒二次再结晶过程的研究

研究了双辊薄带连铸Fe-3%Si取向硅钢薄带在冷轧后二次再结晶过程中Goss晶粒的演化过程。结果表明:薄带连铸流程可以固溶较多的抑制剂元素,并且无需通过"γ→α"相变控制AlN的析出。铸带经过两阶段冷轧变形和高温退火后,可以获得完善且位向准确的Goss晶粒,B_8值达到1.92 T以上。高温退火升温过程中,在抑制剂的作用下基体晶粒尺寸基本稳定,Goss晶粒在1 035～1 060℃范围内发生异常长大。长大方式为位向准确的Goss二次晶粒快速发生异常长大,吞并基体中稳定的初次晶粒,而后快速发生异常长大的二次晶粒继续吞并发展缓慢的Goss二次晶粒和一些尺寸较大的初次晶粒,最终完成全部二次再结晶过程。     

退火温度对双辊薄带连铸高强度无取向硅钢组织和性能的影响

摘要：研究了退火温度对双辊薄带连铸Si质量分数为3.2%的高强度无取向硅钢组织、织构和性能的影响。结果表明,700℃保温时试验钢开始发生再结晶;800℃保温时,试验钢已完全再结晶,平均晶粒尺寸为26.4μm;900和1000℃保温时,试验钢中的晶粒开始逐渐长大,平均晶粒尺寸分别长大到33.8和40.9μm,且900℃退火时晶粒组织最均匀。随着退火温度的升高,试验钢中有利织构组分λ织构逐渐增强,Goss织构则在900℃退火时强度最强。因此,试验钢在900℃退火时有利于兼顾磁性能和力学性能。     

取向硅钢中高斯晶粒异常长大选择性行为

对CGO取向硅钢二次再结晶中断实验进行了研究,发现二次再结晶升温过程中,仅在异常长大开始前,高斯晶粒尺寸明显大于其他晶粒,且不同取向晶粒的数量与脱碳退火时的特征一致.高斯晶粒晶界上MnS等抑制剂的优先粗化使高斯晶粒能够率先发生异常长大,且只有晶界弯曲严重或经过很小的生长几个晶粒就能合并的高斯晶粒才能成为二次晶核.在高斯晶粒异常长大过程中,晶界形貌参差不齐,呈岛屿状.研究表明:高斯晶粒独特的生长方式,可能是使二次再结晶能很快完成的原因.     

高性能取向硅钢的工业化生产研究

采用光学显微镜、X射线衍射仪等分析了宁波钢铁有限公司生产的取向硅钢不同工序下的组织及织构演变规律.结果 表明:铸坯经过热轧后,沿着厚度方向组织不均匀;一次冷轧并经脱碳退火后,组织由条状纤维状变成等轴状的初次再结晶晶粒,初次再结晶平均晶粒尺寸为18.17 μm,织构主要以α织构和γ织构为主;在二次冷轧后,晶粒再次被压缩,转变为纤维状,织构主要为γ织构;经过高温退火后,发生二次再结晶,晶粒异常长大,晶粒尺寸达到厘米级,织构成分为单一且锋锐的Goss织构.     

50W600正常晶粒长大过程中再结晶织构演化研究

运用EBSD技术研究了50W600无取向硅钢再结晶晶粒正常长大过程中织构的演化机理。结果表明:再结晶晶粒长大过程中织构演化源于不同织构组分长大速率不同;晶粒尺寸不是唯一决定某取向晶粒长大的因素;晶粒与其周围其它晶粒取向差角分布是影响该晶粒长大的重要参数;{111}<112>与{111}<110>取向晶粒长大过程中的相互竞争导致{111}面织构取向锋锐度交替变化;950℃退火时,随退火时间延长,{100}<120>织构、{100}<310>织构减弱,{110}<001>增强;恒定退火时间3.5 min,随退火温度升高,{110}<001>、{100}<120>、{100}<310>织构均增强;温度对不同取向晶粒取向差角分布有较大影响。     

晶界工程处理对GH738合金耐蚀性的影响

通过对GH738合金进行晶界工程处理(冷压缩结合再结晶退火),研究晶粒尺寸和退火孪晶对该合金耐蚀性的影响,采用极化曲线表征合金的耐蚀性,为改善合金耐蚀性提供理论和实验依据。     

不同抑制剂的取向硅钢再结晶行为

比较了几种抑制剂对冷轧取向3％Si-Fe合金初次再结晶和二次再结晶行为的影响。证明AlN比MnS有更强的抑制作用。初次再结晶基体的稳定性对二次再结晶发展比初次晶粒尺寸更重要。(110)[011]二次晶核起源于热轧板表面1/5～1/4深度区域。经大压下率冷轧和退火的含AlN抑制剂的钢中二次晶核呈饼状,二次晶粒长大是各向异性的。经中等压下率冷轧和退火的含MnS抑制剂的钢中,二次晶粒长大是各向同性的。     

工业纯钛中的形变孪晶演变及其稳定性研究

采用轴向拉应力、周向压应力的方式对工业纯钛进行室温加工,研究不同加工变形量下孪晶组织和力学性能的演化规律,并通过变形样品退火后的组织与硬度变化表征孪晶的稳定性。结果表明:孪晶数量和尺寸与加工变形量呈线性变化,60%变形量样品中出现加工流线并达到塑性极大值;550℃退火出现再结晶晶粒,形变孪晶550℃以下可短时亚稳存在。     

退火条件对IF钢再结晶织构和深冲性能的影响

研究了退火条件对IF钢组织、织构和性能的影响。通过ODF分析揭示了再结晶后晶粒长大过程中, {111}取向晶粒靠消耗其它取向(主芰是{100}取向)晶粒而长大,故随晶粒长大有利加强织构组分,γ值明显提高。     

GH2132合金混晶条带组织分析及其对力学性能影响

 混晶条带是影响GH2132合金组织及性能稳定性的重要因素,因此针对合金冷拉棒材出现的混晶条带缺陷进行了试验研究。利用金相、EPMA、EBSD和TEM手段,结合热力学平衡相图与硬度测试,揭示了混晶条带的主要成因,并分析了其内部微观组织状态及混晶组织对显微硬度的影响。结果表明,混晶条带组织中细晶区晶粒尺寸普遍小于10 μm,粗晶区晶粒最大可超过60 μm,而元素偏析与冷拉变形是造成晶粒大小差异并形成混晶条带的原因。合金铸态组织中Ti、Mo、C、B元素均表现出正偏析,其中C、Ti元素的偏析程度较高,能够在枝晶间析出MC与M₃B₂相,并最终遗传至奥氏体晶界;晶界溶质富集不仅起到钉扎作用,阻止再结晶过程晶粒长大,还能够通过溶质拖拽作用降低晶界的迁移速率而阻碍晶界变形,最终溶质富集区域形成细晶区、贫化区域形成粗晶区,并沿合金棒材组织冷拉方向表现出混晶条带。另外,在冷拉变形过程中,由于晶体取向不一,在受同样拉拔力条件下晶粒变形的实际应变并不一致,这也会加剧混晶现象。微观组织观察显示冷变形后细晶区与粗晶区相比形变更为均匀,组织内平均位错密度更高,混晶区域内存在退火孪晶与形变孪晶,但细晶区孪晶密度更高。最终混晶区存在的晶界数量不同、位错密度变化、孪晶分布的梯度组织,导致细晶区显微硬度明显高于粗晶区的硬度梯度。