H80黄铜轧制退火晶界特征分布与不连续脱溶

采用电子背散射衍射(EBSD)和扫描电镜(SEM)等技术研究了再结晶态黄铜H80轧制退火过程中的晶界特征分布(GBCD)与脱溶分解。结果表明:小变形后的H80在低温退火中,随退火时间增加∑3n(n=1,2,3)特殊晶界比例(fSBs)先增后减,当退火时间达到48h时,fSBs达到峰值76%,互成∑3n(n=1,2,3)界面关系的特殊晶粒团平均尺寸超过100μm,并且特殊晶界较好地阻断了一般大角晶界网络的连通性。继续延长退火时间到72h,则发生不连续脱溶转变。脱溶相与基体之间呈一般大角度界面关系,导致特殊晶界比例降低至50%以下,并且特殊晶粒团平均尺寸减小至约20μm。     

黄铜H80大变形后热处理状态对后续轧制退火晶界特征分布的影响

采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了黄铜H80大变形后热处理状态对后续轧制退火晶界特征分布的影响.结果表明:90%冷轧后在450℃退火4min能促进后续冷轧退火中特殊晶界的形成,特殊晶界比例达到69.7%.进一步通过织构(ODF)图和取向成像显微(OIM)图分析显示,大变形退火形成的RC织构有利于非共格∑3晶界的形成,依靠非共格∑3晶界反应形成∑3~n(n=1,2,3)特殊晶粒团,使一般大角晶界网络的连通性被打断,实现GBCD优化.     

不同温度轧制H68黄铜样品退火后的晶界特征分布

采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了不同温度轧制黄铜H68样品退火后的晶界特征分布(GBCD)。黄铜H68再结晶样品在不同温度下(-20℃、室温、100℃)进行6%轧制,随后进行650℃×10 min退火处理。结果表明:在室温下轧制退火比在100℃轧制退火和-20℃轧制退火生成更高比例的特殊晶界,其值达到78.7%;较大尺寸(400μm)的∑3n(n=1,2,3)特殊晶粒团使外围的一般大角晶界网络连通性被阻断,实现了合金的GBCD优化。分析指出:在室温下轧制,合金的层错能有利于后续退火中形成退火孪晶,并发生Σ3n(n=1,2,3)晶界迁移与交互反应;在100℃下轧制,合金的层错能较高,有利于后续退火中生成一般大角度晶界包围的新生晶粒;在-20℃下轧制,合金的层错能较低,后续退火中晶界迁移的驱动力不足,不能实现GBCD优化。     

黄铜H68轧制后在不同温度退火样品的晶界特征分布

采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了轧制和退火对黄铜H68样品晶界特征分布(GBCD)的影响。结果表明:再结晶处理后经小变形冷轧(6%)的黄铜H68样品,在650℃×10 min退火比在270℃×10 min退火和270℃×10 min-650℃×10 min退火生成更高比例的特殊晶界。进一步分析指出:在应力大小和分布相近的条件下,650℃退火时,晶界迁移的的驱动力大,相比270℃退火更能促使样品中原有及新形成的非共格∑3晶界广泛迁移,在迁移中彼此相遇并发生交互反应,派生出Σ9和Σ27晶界,使Σ3n(n=1,2,3)特殊晶界的比例增大,当退火10 min时,特殊晶界的比例达到峰值;随后如继续保温,在界面能作用下,晶粒合并、长大使特殊晶界比例下降。     

黄铜样品冷轧后在650℃退火不同时间的晶界特征分布

采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了黄铜H68初始样品经6%轧制后在650℃退火不同时间的晶界特征分布(GBCD)。结果表明:特殊晶界比例随退火时间增加而增大,退火10 min时达到峰值76%;同时互成Σ3n(n=1,2,3)界面关系的特殊晶粒团平均尺寸超过300μm,使外围的一般大角晶界网络连通性被阻断,实现了GBCD的优化。分析指出:退火中非共格∑3晶界优先在三叉晶界(triple junctions)处形核并在界面应力(SIBM)作用下迁移,迁移中发生∑3n(n=1,2,3)晶界的交互反应,这可能是样品晶界特征分布随退火时间演化的主要机制。     

冷轧后回复处理对Pb-Ca-Sn-Al合金后续轧制退火晶界特征分布的影响

采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了冷轧变形后的回复处理对Pb-0.05Ca-1.5Sn-0.026Al(质量分数,%)合金后续轧制退火晶界特征分布(GBCD)的影响.结果表明:室温下90%大变形轧制后的样品,在250℃下回复3 min时具有单一的很强的{001}<110>(旋转立方)织构,经后续液氮温度下轧制30%并在270℃退火10min后,出现较多的∑3、∑9和E27等特殊晶界,特殊晶界比例达到78%以上,其中(∑9+∑27)晶界比例超过了12%,特殊晶界有效地阻断了一般大角度品界的网络连通性,合金的GBCD优化效果显著;相反,室温下90%大变形轧制后的样品,在250℃下回复2 min和4 min,却分别出现了很强的{011}<211>(Brass或B)织构和{001}<100>(Cube或立方)织构,经前面相同条件下后续轧制退火后,样品中特殊晶界比例分别约为50%和60%,其中(∑9+∑27)晶界比例在8%以下,且一般大角度晶界网络的连通性的阻断效果不显著.     

冷轧后回复处理对Pb-Ca-Sn-A1合金后续轧制退火晶界特征分布的影响

采用电子背散射衍射（EBSD）技术研究了冷轧变形后的回复处理对Pb-0.05Ca-1.5Sn-0.026A1（质量分数,％）合金后续轧制退火晶界特征分布（GBCD）的影响。结果表明：室温下90％大变形轧制后的样品,在250℃下回复3min时具有单一的很强的{001}〈110〉（旋转立方）织构,经后续液氮温度下轧制30％并在270℃退火10min后,出现较多的∑3、∑9和∑27等特殊晶界,特殊晶界比例达到78％以上,其中（∑9＋∑27）晶界比例超过了12％,特殊晶界有效地阻断了一般大角度晶界的网络连通性,合金的GBCD优化效果显著;相反,室温下90％大变形轧制后的样品,在250℃下回复2min和4min,却分别出现了很强的{011}〈211〉（Brass或B）织构和{001}〈100〉（Cube或立方）织构,经前面相同条件下后续轧制退火后,样品中特殊晶界比例分别约为50％和60％,其中（∑9＋∑27）晶界比例在8％以下,且一般大角度晶界网络的连通性的阻断效果不显著。     

利用晶界工程技术优化H68黄铜中的晶界网络

利用电子背散射衍射(EBSD)和取向成像(OIM)技术研究了形变量及退火时间对H68黄铜晶界网络的影响.结果显示,形变量对处理后样品的晶界特征分布及晶粒尺寸和晶粒团簇尺寸都有显著影响,而退火时间(10 min～3 h)所产生的影响不明显;其中经5％冷轧及在550℃下退火不同时间都能够显著提高H68黄铜的低∑CSL晶界比例到80％以上,晶界网络中形成了大尺寸的互有∑3n(n=1,2,3……)取向关系晶粒的团簇.     

不同温度轧制Pb-Ca-Sn-Al合金高温退火后的晶界特征分布

采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了不同温度轧制的Pb-0.09Ca-1.5Sn-0.026Al(质量分数,%)合金经后续270℃/10 min退火后的晶界特征分布(GBCD).结果表明:经室温和液氮(-196℃)轧制的样品中出现了比较多的∑3,∑9和∑27特殊晶界,∑3晶界比例超过了60%,(∑9 ∑27)晶界比例超过了12%,并且特殊晶界有效地阻断了一般大角度晶界的网络连通性,表明合金的GBCD被优化;在100℃轧制的样品中特殊晶界比例较少,∑3晶界比例在30%左右,(∑9 ∑27)晶界比例在3%左右,特殊晶界小能有效地阻断一般大角度晶界的网络连通性,合金的GBCD没有被优化.通过基于EBSD的单一截面迹线法对共格和非共格∑3晶界进行了区分测定,显示被优化的晶界特征分布中,非共格∑3晶界是主要部分.     

冷轧变形Pb-Ca-Sn-Al合金在回复和再结晶过程中的晶界特征分布

采用电子背散射衍射（EBSD）技术研究了冷轧变形Pb-0．1％Ca-1．5％Sn-0．026％Al合金在回复和再结晶过程中的晶界特征分布（GBCD）．结果表明：在回复过程中，合金内形成了比例接近50％的平直∑3晶界，这类晶界不处在由一般大角度晶界构成的晶界网络上，不能使合金的GBCD得到优化；相反，在再结晶过程中，除了生成比例超过50％的∑3晶界外，还出现了较多的∑9和∑27等低∑重位点阵晶界（CSL），并且这些晶界和相当多的弯曲的∑3晶界均处在由一般大角度晶界构成的晶界网络上，可以使合金的GBCD得到优化，进一步的分析指出：回复过程中所形成的平直的∑3晶界是共格孪晶界，它们能量很低，很难迁移；在再结晶过程中，除了生成不可迁移的共格的∑3孪晶界外，还可形成大量可迁移的弯曲的非共格∑3晶界，这类晶界的迁移和彼此会合可形成∑9和∑27等∑3^n（n为正的整数）晶界，这是合金GBCD得到优化的根源。     

CoCrFeMnNi高熵合金冷轧及退火后的晶界特征

采用电子背散射衍射（EBSD）技术研究了冷轧变形（90%）CoCrFeMnNi高熵合金在800 °C退火再结晶过程中的晶界特征分布（GBCD）。结果表明,退火0.08 h后,合金发生初次再结晶,组织中形成高达56.92%的低å重合位置点阵（CSL）晶界,其中å3晶界和å9+å27晶界的比例分别为53.04%和2.12%,且大部分低åCSL晶界处于大角度晶界网络上,打破了大角度晶界网络连通性,其GBCD得到优化。延长退火时间（0.08～10 h）,合金晶粒异常长大至二次再结晶完成,强a-{110}织构所占体积分数从49.53%增大至66.65%;低åCSL晶界的总比例和å3晶界的比例均下降,å9+å27晶界比例先上升后下降,大角度晶界网络连通性逐渐趋于完整。与此同时,该合金的维氏硬度与其再结晶晶粒尺寸满足Hall-Petch关系。     

CoCrFeMnNi高熵合金冷轧及退火后的晶界特征分布

采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了冷轧变形(90%)CoCrFeMnNi高熵合金在800℃退火再结晶过程中的晶界特征分布(GBCD)。结果表明,退火0.08 h后,合金发生初次再结晶,组织中形成高达56.92%的低∑重合位置点阵(CSL)晶界,其中∑3晶界和∑9+∑27晶界的比例分别为53.04%和2.12%,且大部分低∑CSL晶界处于大角度晶界网络上,打破了大角度晶界网络连通性,其GBCD得到优化。延长退火时间(0.08~10 h),合金晶粒异常长大至二次再结晶完成,强α-{110}织构所占体积分数从49.53%增大至66.65%;低∑CSL晶界的总比例和∑3晶界的比例均下降,∑9+∑27晶界比例先上升后下降,大角度晶界网络连通性逐渐趋于完整。与此同时,该合金的维氏硬度与其再结晶晶粒尺寸满足Hall-Petch关系。     

热轧退火态430不锈钢的高温氧化行为

研究了热轧退火态的430铁素体不锈钢在700~900 ℃的高温氧化行为,测量了其恒温氧化增重曲线,利用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）观察分析了氧化表面形貌和组成,使用X射线衍射仪（XRD）鉴定了氧化物的种类。结果表明：在700 ℃生成的Cr2O3氧化膜不足以覆盖基体,材料氧化缓慢;800 ℃时氧化速率相对较大,生成的氧化物主要为CrMn1.5O4和Fe2O3;900 ℃时氧化十分迅速,材料表面有大量Fe2O3突起;退火温度对材料高温氧化性能影响不大。     

单道次轧制变形对Hastelloy C-276合金晶界特征分布的影响

采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了固溶处理的Hastelloy C-276合金经2.5%~90%变形后在1150℃退火15min的晶界特征分布(GBCD)。结果表明,在5%变形条件下,总的特殊晶界比例最高为67.1%,其中特殊晶界主要是Σ3晶界,Σ9和Σ27晶界比例较低。当变形量小于15%时,晶粒组织处于回复或部分再结晶,晶粒组织粗大,特殊晶界比例随变形量变化较大。在此阶段,回复或部分再结晶有利于晶界的迁移,从而产生更多特殊晶界。当变形量大于15%后,随变形的增加,晶粒组织细小,特殊晶界比例在50%左右。这是由于晶粒发生完全再结晶后,大角度晶界增多,不利于特殊晶界的形成。因而,Hastelloy C-276合金晶界特征分布优化变形范围应小于15%,更有利于特殊晶界的产生和分布。     

小变形高温退火对Hastelloy C-276合金晶界特征分布和晶界平面分布的影响

Hastelloy C-276合金经1150℃+30 min固溶处理后,进行不同变形量的冷轧高温退火处理。采用电子背散射(EBSD)技术对退火后的晶界特征分布和晶界面分布进行表征。结果表明,在退火过程中,Σ1小角度晶界比例减小,变形存储能释放,晶界发生迁移,促进了晶界相互作用,从而导致Σ9和Σ27晶界比例增加。与此同时,晶粒发生异常长大并促进了特殊晶界的形成,产生的特殊晶界阻断了大角度晶界的连通性。合金经变形高温退火之后,Σ3晶界分布在{111}晶界面扭转晶界,Σ9晶界分布在[110]晶带倾斜晶界。不同变形条件下,Σ3晶界面与Σ9晶界面分布演变规律不同,原因在于变形退火导致Σ3晶界比例的不同和晶界之间的相互作用的结果。     

不同退火时间下细晶高强IF钢的织构和晶界特征分布

对含Nb细晶高强IF薄钢板进行了850 ℃下不同保温时间的退火试验。采用拉伸试验、电子背散射衍射技术（EBSD）等手段,研究了不同罩式退火时间对细晶高强IF钢板再结晶织构和晶界特征分布的影响。结果表明,随着退火时间的延长,重位点阵晶界的出现频率先增加后减少,在40 min时达到峰值,其与晶粒度及均匀性有关,影响再结晶织构强度。退火试验IF钢板1/2层上γ纤维织构的强度明显高于其1/4层,对应的退火试样1/2层上α纤维织构的强度略低于其1/4层。当退火温度为850 ℃,保温40 min时,试验IF钢板具有最强的γ纤维织构,最高的n、r值和较好的晶界特征分布。     

H13钢低温等离子渗氮层的热疲劳性能

采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、光学显微镜、显微硬度计、XRD等研究了H13钢表面经过机械研磨处理(SMAT)后420℃的离子渗氮效果。结果表明,经过机械研磨处理后,H13钢表层形成一层厚度约10μm的塑性变形层。经420℃离子渗氮4 h后,普通抛光试样和经SMAT处理后试样的渗氮层总厚度分别为90μm和120μm,表明SMAT处理对H13钢离子渗氮具有一定的促渗作用,SMAT试样表层的硬度约为1102.5 HV0.1;热疲劳试验结果表明SMAT试样表现出更好的抗热疲劳性能。     

低温轧制纯锆的形变孪晶及织构演变

通过在77K温度下进行不同变形量的低温轧制实验,研究了具有强烈单轴织构的工业纯锆板材在低温轧制变形条件下的孪生行为及变形机理。采用扫描电镜（SEM）和电子背散射衍衬（EBSD）分析和表征了变形材料的微观组织和织构。结果表明,在沿C轴加载的低应变条件下{1022}〈1123〉压缩孪生是主要的变形机制,同时在{1022}〈1123〉压缩孪晶中产生了二次孪晶（{10}-2}〈10T1〉拉伸孪晶）以协调变形。施密特因子计算及孪晶分布的EBSD模拟结果表明,在低温变形条件下的孪生模式的选择是由施密特因子的数值大小决定的。探讨并解释了轧制过程中随着应变量增加由孪生所导致的织构演变。