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.     

大应变交叉轧制对高Mg含量Al-Li合金板材组织和性能的影响（英文）

采用透射电镜观察(TEM)、电子背散射成像技术(EBSD)和X射线衍射技术对比分析喷射成形Al-9.8Mg-1.5Li-0.4Mn合金交叉轧制态板材与挤压态板材的显微组织及织构特征,并测试板材的拉伸性能和深冲性能。结果表明:大压下量交叉轧制能促进动态再结晶的发生、细化晶粒组织以及改善再结晶晶粒的择优取向;与CBA和CCB轧制方式相比,CBB轧制方式显著降低了挤压态合金中典型Brass织构{110}112的取向密度,在β取向线上CBB轧制态板材中Copper织构{112}111和Brass织构{110}112的取向密度均最低,且板材中没有典型的织构特征;同时,CBB轧制态合金板材具有更好的深冲性能,在0°、45°和90°三个方向的力学性能基本一致,其室温拉伸强度、屈服强度和伸长率分别为617 MPa、523 MPa和大于20.1%,各方向力学性能偏差小于3%。     

铝-镁-钪合金板材晶粒结构、织构和力学性能平面各向异性

采用力学性能测试、XRD织构测定、金相和电子显微分析,研究了铝-镁-钪合金热轧态板材与冷轧-退火态板材在不同取向条件下的组织与性能。结果表明,合金板材在与纵向成30°的方向以及横向的强度比纵向强度高,45°和60°方向的强度则较低,伸长率则是30°方向的最低、45°方向的最高,合金板材表现出反常的力学性能平面各向异性。认为{110}<112>织构的存在和沿轧制方向延展的煎饼状晶粒组织是造成这种合金板材反常平面各向异性的主要原因。     

中间退火对HTCR5052铝合金再结晶过程的影响

通过宏观织构分析、能谱分析、显微组织观察和显微硬度测试,研究了中间退火对HTCR5052铝合金再结晶过程的影响。实验结果表明,经480℃保温8 h中间退火的5052铝合金冷轧板材再结晶激活能显著降低,完成再结晶所需时间较短;HTCR5052合金板材中间退火后形成的立方取向晶粒在冷轧过程中并未完全旋转至轧制方向,残留的立方取向晶粒促进了再结晶过程完成。     

中间退火加热速率对Al-Mg-Si合金板织构及性能的影响

通过拉伸实验、光镜观察、电镜观察以及EBSD测试等手段研究了中间退火加热速率对Al-Mg-Si合金板材组织、织构及力学性能的影响。结果表明,采用两种不同加热速率(快速和慢速)的中间退火方式会产生不同晶粒形态的中间退火显微组织。采用慢速加热中间退火热处理的T4P态(预时效加自然时效)合金板材的强度及应变强化指数n值与采用快速加热中间退火热处理的T4P态合金板材的基本相同,但Δr值要明显低于后者,且二者的力学性能均呈各向异性。二者的再结晶晶粒组织均为等轴晶,前者的平均晶粒尺寸略大于后者的。二者的织构组分均为H{001}110,但后者的织构密度要稍强于前者,正是织构密度上的差异导致了二者Δr值的差异。     

7475-T7351合金板材不同取向条件下的组织与性能

通过室温拉伸性能测试、金相组织观察、透射电镜分析以及取向分布函数测定,研究了25 mm厚时效态7475-T7351合金板材不同取向条件下的显微组织和力学性能,定量分析了织构与平面各向异性的关系。结果表明,7475-T7351合金板材纵向抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为501MPa、428MPa、8.4%;横向抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为491MPa、416 MPa、8.9%。纵向抗拉强度和屈服强度比横向高约10 MPa,但伸长率变化很小,表明板材具有各向异性。7475-T7351合金板材中的晶体织构主要有Cu织构{112}111、S织构{123}634和Brass织构{110}112,这3种织构是由于铝合金冷轧后受层错能影响产生的。经计算,它们在合金中的体积分数分别为19.95%、16.67%、12.06%。此外,还有相对较弱的立方织构{001}100,为再结晶时形成的织构,体积分数为4.58%。通过对施密特因子的计算,表明不同取向条件下合金板材力学性能的各向异性与合金织构密切相关。     

汽车用6111铝合金板材力学性能和织构研究

对6111铝合金板材T4P态(预时效后室温放置)和烤漆态(185℃×20 min)沿不同方向的力学性能和织构差异进行研究,结果表明:合金两个状态沿不同方向的力学性能存在明显差异,屈服强度沿轧向最高,分别为171MPa和261MPa,烘烤增量达90 MPa,而伸长率却在与轧向呈45°方向最高;T4P态r和n值均沿轧向最高,而与轧向呈45°方向最低;合金T4P态已完全再结晶,表层晶粒尺寸小于中间层,纵截面再结晶晶粒长宽比高于横截面的;合金板材滑厚度方向存在明显的织构梯度,表层以{001} 〈100〉 Cube织构和β取向线上的{114} 〈131〉织构为主,而中间层除{001} 〈100〉 Cube织构外,还存在旋转立方织构{001} 〈310〉;据此建立了6111铝合金板材不同状态力学性能和织构之间的定量关系.     

Al-Mg-Si系合金板材各向异性与织构之间的关系

对T4P态的商用6016铝合金板材沿不同方向的力学性能、显微组织和织构差异进行了研究。结果表明:合金沿不同方向的力学性能均存在明显差异,厚向异性系数r值和加工硬化系数n值均沿轧向最高,而沿45°方向最低;合金已发生完全再结晶,但是各部位再结晶晶粒仍然存在较大差异,表层晶粒数量较多且尺寸细小,而纵截面再结晶晶粒长宽比横截面的要大;合金板材沿厚度方向存在明显的织构梯度,表层主要以Cube织构{001}100和不常见的{114}131织构为主,而中间层除了Cube织构{001}100之外,还存在P{011}112、R{124}211以及{112}253;分析了织构组分与r值的关系,并建立了成形性能、组织和织构之间的定量关系。     

组织和织构对X80管线钢力学性能各向异性的影响

检测了X80管线钢不同轧制方向的力学性能，并分析不同位置的显微组织形貌和织构信息，讨论了显微组织和织构对管线钢力学性能各向异性的影响。X80管线钢板表面和中心面的织构有所不同，对力学性能各向异性影响较大的{001}<110>和{112}<110>织构占据主要地位：与轧制方向成0°方向的强度均高于45°和90°的，0°与45°方向的冲击性能接近，且均大于90°方向的。     

热加工过程对Al-Mg-Si-Cu合金组织、织构演变及力学性能的影响（英文）

系统研究热加工过程对Al-Mg-Si-Cu合金组织、织构及力学性能的影响。通过工艺优化获得了力学性能各向异性很弱的合金板材。热轧和冷轧板材的显微组织均呈拉长态组织。热轧板表层的织构组分以H{001}110和E{111}110为主,而1/4层和中间层的织构以β取向线为主。与热轧板相比,一次冷轧板的β取向线密度增加而表层的H取向减弱。经中间退火后,形变织构基本消失,最终冷轧后的织构以β取向线为主。随着厚度的减小,织构梯度逐渐变弱。合金板材固溶处理后的再结晶织构组分仅含有cubeND{001}310织构。此外,分析了热加工过程、显微组织、织构以及力学性能之间的关系。     

7050铝合金板材的各向异性研究

铝合金冷成形过程中的各向异性影响了后续焊接时的装配间隙,进一步影响了焊接质量。针对此问题,通过单晶分析法研究了7050铝合金板材冷变形时的厚向各向异性和面内各向异性。研究结果表明,沿轧制方向拉伸时,宽度方向的变形能力小于厚度方向的变形能力;当拉伸方向为宽度方向时,轧制方向和厚度方向的变形能力基本相同;变形方向对7050铝合金板材各力学性能的面内各向异性影响不大。7050铝合金板材塑性变形时存在的各向异性主要是由生产过程中形成的Brass{110}112织构所致。当铝合金中主要含Brass{110}112织构时,可通过控制轧板的下料部位,使其后续主要沿宽度方向受力变形,以减少塑性成形过程中的各向异性和提高焊接质量。     

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。     

中间退火对5052铝合金组织与性能的影响

试验研究了中间退火对不同热轧态5052铝合金组织与性能的影响。结果表明,中间退火对热轧5052铝合金板的显微组织和力学性能均有显著的影响。经过中间退火热处理后晶粒长大,随着退火温度的升高晶粒长大更明显。经过中间退火处理后和中间退火后再轧制的板材,其第二相的组成没有发生改变,均由α-Al、Al82Fe18和Mg2Si三相组成。经过中间退火后合金的强度降低,伸长率得到提高。其中热轧变形量为54%的样品经过150℃保温4 h的中间退火,可获得较好的伸长率。热轧变形量为75%,经过70℃保温4 h中间退火后再轧制变形量为75%时,其伸长率最高,为5.4%。     

Fe-Cr-Al合金退火过程中组织和性能的演变

采用电子背散射衍射技术(EBSD)对Fe-Cr-Al合金在退火过程中的组织演变规律进行了研究,分析了退火时间对晶界分布、微观织构和性能的影响。结果表明:退火初期合金组织发生回复过程,晶界以小角晶界为主,织构为典型的立方晶体形变织构{001}<110>;退火时间在3～15 min内,组织发生再结晶,大角晶界急剧增加,织构转变为{111}<121>和{111}<112>;退火时间超过15 min后,合金的{111}织构组分减弱,而{001}织构组分增强。随着退火时间的延长,断后伸长率和塑性应变比(r值)先增大后减小,退火时间在15 min时断后伸长率和r值都达到最大值,分别为19.6%和1.23。r值与{111}/{001}织构强度的比值有很好的对应关系。     

热轧工艺对超薄规格冷轧IF钢织构及成形性能的影响

为了研究铁素体轧制和奥氏体轧制两种不同热轧工艺对超薄规格冷轧IF钢组织、织构和成形性能的影响,采用金相显微镜和XRD衍射仪分别观察和检测了两种热轧工艺下热轧、冷轧、退火带钢微观组织和宏观织构,采用EBSD检测了退火带钢的表面微观织构,采用拉伸试验机分别检测了退火带钢沿轧向、45°方向和横向的力学性能。结果表明：相比奥氏体轧制工艺,铁素体轧制工艺下退火带钢γ织构更强,主要织构组元{111}<110>、{111}<112>强度差异更小,相应■值提高0.45,△r值降低0.10;铁素体轧制工艺下冷轧带钢位错、亚晶界等晶体缺陷密度更大,且形成的α织构更强,退火过程中具备<110>//ND取向的晶粒优先形核,且在生长过程中吞并邻近低取向差的{118}<110>、{557}<110>等其他取向晶粒,从而导致退火板形成更强的{111}织构。     

冷轧方式和退火温度对Al-4Cu-0.73Mg合金织构和微观组织的影响

采用硬度测试、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)等方法研究了单向轧制、交叉轧制和退火温度对Al-4Cu-0.73Mg(wt%)合金织构演变和微观组织的影响。结果表明:单向轧制试样在100~300 ℃退火保温1 h后显示出明显的Copper织构{112} <111>、S织构{123} <634>和Brass织构{011}<211>,而交叉轧制试样表现出强烈的Brass织构和H织构{011}<755>。当退火温度高于300 ℃,单向轧制和交叉轧制试样中的变形织构逐渐沿α取向线转变为由P织构{011}<001>、L织构{011}<011>、E织构{111}<110>和R织构{124}<211>等组成的再结晶织构。单向轧制和交叉轧制试样的晶粒尺寸随退火温度的升高先增加后减小,均在350 ℃退火1 h后有最大晶粒尺寸,分别约为8.2 μm和11.5 μm。单向轧制和交叉轧制试样均在冷轧后硬度值最高,约为108 HV,之后硬度值随退火温度的升高而逐渐下降,两种轧制试样的硬度值最终均稳定在50 HV左右。总体来看,轧制方式对试样织构的影响比对力学性能的影响大。     

大应变交叉轧制Al-9Mg-1.8Li合金板材的显微组织及织构特征

采用金相显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、电子背散射成像技术(EBSD)和X射线,对比分析喷射成形Al-9Mg-1.8Li合金交叉轧制态板材与挤压态板材的微结构及织构特征,并测试板材的拉伸性能和深冲性能。结果表明:大变形量交叉轧制促进动态再结晶的发生,细化晶粒组织,改善再结晶晶粒的择优取向;与CBA和CCB轧制方式相比较,CBB轧制方式显著降低挤压态合金中典型的Brass织构{110}?112?的取向密度,在β取向线上CBB轧制态板材中的Copper织构{112}?111?取向密度最低,且板材中没有典型的织构特征;同时,CBB轧制态合金板材的具有更好的深冲性能,在0°、45°和90°方向的力学性能基本一致,其室温拉伸强度、屈服强度和伸长率分别在611 MPa、507 MPa和20.6%以上。     

退火超细晶纯铝的拉伸性能各向异性及相关屈服点现象（英文）

经退火处理的超细晶纯铝AA1090在拉伸试验中表现出明显的屈服点现象及力学性能的各向异性。为进一步解释该材料的拉伸性能各向异性,利用电子背散射衍射技术对退火处理后材料的取向信息进行分析。结果表明,沿与轧制方向成45°的拉伸试样所呈现出的较差的力学性能归因于强轧制织构的作用,并且各方向屈服下降的程度与试样中软取向晶粒(Schmid因子0.45)的百分比相关。另外,伸长率的各向异性大致符合Considère准则;运用晶体学织构只能解释部分的力学性能各向异性行为,同时还需考虑显微组织结构各向异性的作用。     

Al-Cu-Mg-Sc合金组织与性能的各向异性

采用显微组织分析、室温拉伸性能测试、XRD分析等方法研究了不同状态Al-Cu-Mg-Sc合金板材在不同取向条件下的显微组织和力学性能。研究结果表明:终轧态及终时效态合金板材在与轧制方向呈0°方向上的强度均比30°、45°、60°和90°方向上的强度高,且伸长率也高。终时效态合金板材的各向异性指数I_PA值较终轧态的小,性能较为均匀,RD方向(0°)的R_m、R_p0.2和A分别为622.85 MPa、529.38 MPa和13.33 %,综合性能最优。两种状态下第二相析出情况的差异影响合金板材平面各向异性。Schmid因子分析表明,终轧态含有(110)[111]和(001)[310]织构组分,而终时效态含有(110)[111]、(001)[310]和(011)[100]织构组分。     

交叉轧制对纯钼板织构、力学性能及各向异性的影响（英文）

为了研究变形织构对力学性能的影响,对纯钼板进行不同工艺的交叉轧制,然后表征所得钼板的织构、力学性能和显微组织。结果表明:交叉轧制有利于钼板形成旋转立方织构,即{001}110织构,其取向密度随着轧制总变形量和当前道次变形量的增大而增大;当轧制总变形量达到96%或更高时,钼板会形成以{001}110织构为主导的晶粒取向,而纤维织构变弱,同时立方织构{001}100完全消失。{001}110织构的存在有利于交叉轧制钼板轧制方向和垂直轧制方向的强度提高和塑性降低。