Ti-2Al-2.5Zr单道次皮尔格轧制过程中显微组织和织构的演化

研究了单道次皮尔格轧制过程中Ti-2Al-2.5Zr材料的变形行为和织构的演变规律。结果表明,在轧制过程中,｛102｝孪晶和柱面滑移是最容易被激活的2种变形模式,｛102｝孪晶的产生使得晶粒在轴向上的位向从<100>转向<110>。并且,在不同瞬时Q值和等效应变量下,滑移和孪生导致｛0001｝极图中最大极密度点在切向上发生变化。     

基于VPSC仿真的ZK60镁合金拉伸变形行为

通过实验和粘塑性自洽（VPSC）模型,研究了在室温下挤压态ZK60镁合金沿不同方向拉伸时的变形机制开动情况,及其与流动曲线、织构演变和显微组织的对应关系。通过调节VPSC模型的参数,建立了滑移和孪生耦合的晶体塑性力学模型。比较了不同方向拉伸过程中织构演变的差异,分析了变形机制对屈服不对称性的影响。实验和模拟结果表明：当沿垂直于挤压方向（PED）拉伸时,由于｛102｝孪晶开动,大部分晶粒发生大角度旋转（约90°）。柱面<a>滑移是导致ZK60合金沿不同方向拉伸时出现明显屈服不对称的主要变形机理。当ZK60合金沿挤压方向（ED）拉伸时,由于晶粒的择优取向分布,｛101｝孪晶难以开动,导致ZK60挤压态镁合金拉伸屈服强度较高。ZK60镁合金沿着与ED成45°的方向拉伸时,屈服应力高于沿PED拉伸,但随着拉应力逐渐增大,由于沿PED拉伸时柱面<a>滑移逐渐开动,沿PED应变后期的应力曲线逐渐高于沿与ED成45°方向应变的应力曲线。     

镍基高温合金在变形热处理过程中的组织和织构演变

采用电子背向散射衍射技术研究了镍基高温合金冷变形和再结晶退火过程中的组织演变、晶界特征分布、应变分布及织构演变规律。结果表明,当冷变形量较小（ε≤45%）时,晶粒沿着轧制方向被拉长,呈扁平状于基体中均匀分布,应力主要集中在晶界和孪晶界（TB）附近,大角度晶界（HAGBs）和TBs逐渐向亚晶界（Sub-GBs）和小角度晶界（LAGBs）转变。同时,出现Goss织构 {110}<001>、Brass-R织构{111}<112>、Twinned-Copper织构{552}<115>和Copper织构{112}<111>。当轧制压下量超过70%时,晶粒形状逐渐从扁平变为纤维状,晶粒的变形均匀性逐渐变好,应变分布变得均匀,LAGBs开始占主导地位。同时,织构类型保持不变,但织构强度增加。在1120 ℃退火15 min后,孪晶的长度分数随着轧制压下量的增加而增加。同时,变形织构转变为再结晶织构,织构类型增加,但织构强度减弱。此外,当退火孪晶的比例增加时,Copper织构{112}<111>不断向Twinned-Copper织构{552}<115>转变,并且经过30%~80%轧制变形的试样产生织构{124}<211>。     

大晶粒纯镁疲劳变形过程中交叉滑移迹线的分析

在室温条件下研究了大晶粒纯镁疲劳变形过程中有可能激活的滑移系统及滑移迹线。结果表明,经过疲劳变形后大量的纵横交叉滑移迹线在样品表面产生,基于晶粒取向与滑移迹线方向的综合判定,这种纵横交叉滑移迹线是由反复疲劳变形过程中基体的基面滑移与同一区域内｛102｝孪生过程中所再次产生的基面滑移而形成。通过实验观察到最有可能发生的锥面滑移系统为在｛101｝面上所产生的<113>锥面滑移,但总体上来说,基面的滑移迹线比锥面的滑移迹线更密集,这说明锥面滑移在整个疲劳变形过程中被抑制。     

初始织构对差厚板非均匀塑性变形的影响

CR340轧制差厚板（TRB）在轧制过程中,其不同的厚度区形成了不同的织构,分别是薄区的{111}<01>和{141}<22>织构,过渡区的{225}<10>和{211}<01>织构,厚区的{876}<5>和{411}<01>织构。根据EBSD测试结果,建立了各厚度区的多晶体塑性有限元模型,研究了单向拉伸时各厚度区的晶粒织构对滑移系开动情况和应力应变分布的影响规律。结果表明,薄区的{111}<01>织构和厚区的{876}<5>织构有利于滑移系的开动,开动的数量分别为9和8组,这使得等厚区在变形中的应力集中弱化,具有良好的塑性变形行为。而过渡区的{225}<10>、{211}<01>织构的晶粒滑移系开动较少,开动的数量分别为6和7组,导致应力集中,其塑性变形行为较差。差厚板各厚度区织构的差异导致其塑性变形呈现明显的不均匀性,其断裂位置发生在单轴拉伸时塑性变形较差的过渡区。     

工业纯钛板材的轧制织构及微观组织对其孪晶和再结晶行为的依赖性（英文）

将工业纯钛(CP-Ti)板轧制至不同程度,随后进行退火以及进行20%的再轧制。通过电子背散射衍射(EBSD)对合金微观组织的变化进行表征。重新轧制后,■压缩孪晶和■拉伸孪晶产生。可以观察到孪晶的层状结构,这是由变形孪晶的缠结以及二次和三次孪晶的产生引起的。平均晶粒尺寸和孪晶量之间没有简单的关联。0.5 h退火样品中的晶粒尺寸随其预变形程度的增加而显著减小。重新轧制倾向于使晶格的重新取向更接近法线方向。虽然织构变化和孪晶体积分数很小,但平行于RD方向的■纤维织构仍然保留。     

大型TC18钛合金棒材多火次锻造过程的织构演变模拟

使用了一种多尺度耦合的方法来预测织构。首先采用宏观有限元方法,模拟了TC18钛合金棒材在接近实际工艺条件下的多火次锻造过程,并得出了在锻造过程中棒材芯部与边部的等效应变及剪切应力σ_XY分布不均匀的特征。然后,通过宏观有限元模型与介观粘塑性自洽模型（VPSC）多尺度耦合的方法模拟得到了锻造过程中棒材芯部和边部织构的演变情况。结果表明,六方锻造方式使棒材芯部由｛110｝<112>织构过渡到｛111｝<110>织构,并由｛110｝<110>织构过渡到｛111｝<110>织构。整个锻造过程中即是｛111｝型织构与｛110｝型织构相互转变的过程。这种过渡织构在极图中呈现出类似于剪切织构的特点,经分析：这种织构并非是剪切织构,而是锻造过程中由六方锻造方式和｛110｝、｛111｝型2类织构间的相互转变共同作用下形成的。经过棒材的形变过程,边部形成了｛100｝和｛111｝型2种织构。通过对比发现,六方锻造方式不仅不易生成｛100｝型织构,而且有利于｛100｝型织构的减弱和消除。拉伸试验结果表明,六方锻造样品的力学性能均达到标准要求。     

AZ31镁合金再结晶退火的准原位EBSD研究

对AZ31镁合金热挤压板进行室温轧制(形变量为8%)后,利用背散射衍射技术原位(in-situ EBSD)观测了轧制试样中不同类型的孪晶组织在再结晶退火过程中的取向演变。结果表明:退火过程中拉伸孪晶区域形成尺寸相对粗大的再结晶新晶粒,再结晶晶粒取向与拉伸孪晶的取向较为接近;压缩孪晶/双孪晶区域形成了细小的再结晶晶粒,再结晶晶粒偏离基面取向。孪晶再结晶显著影响镁合金在退火过程中的织构演变,轧制样品中,拉伸孪晶再结晶使得基面织构强度增强,压缩孪晶再结晶则可以在一定程度上弱化镁合金的基面织构。     

罐材用3004铝合金铸轧板经中间退火和冷轧后所得冷轧板的ODF分析

本文用三维空间的取向分布函数分析技术对经中间退火和冷轧的３００４铝合金铸轧板进行了织构分析，其结果表明在本实验的工艺下，变形使得再结晶织构的晶粒绕｛１００｝面法向转动；其余织构的晶粒向最终的轧制织构｛１００｝＜１２１＞取向有不同程度的转动。     

形变热处理对2A12铝合金微观组织、织构及性能的影响

利用扫描电镜显微观察（含能谱分析）和电子背散射衍射技术（Electron Backscatter Diffraction， EBSD）等分析方法研究了不同形变热处理制度对2A12铝合金板材的微观组织、织构及性能的影响。结果表明：2A12铝合金经形变热处理后，晶粒沿轧制方向拉长，晶粒尺寸减小。随着形变热处理反复次数的增加，亚晶界比例降低，2°?15°的小角度晶界比例提高，大角度晶界比例先增后减，此时的退火过程由回复多边化主导转变为再结晶主导，再结晶程度提高。单步形变热处理样品因形变量较小，大小晶界和亚晶界比例较为接近。与退火制度相同的小变形样品相比，大形变热处理样品亚晶减少，大角度和小角度晶界增加，再结晶程度提高。形变量较大时，将存在Brass→R-Cu和m-Brass→Goss→R-Goss→Cube、T和P_0°→Near rotated Cube和｛102｝<201>的织构演变路径。单步小变形退火时，路径将改变为：R-Cu和m-Brass→Goss→R-Cube。随着变形量的增加，2A12铝合金的强度和硬度增加，韧性和塑性降低。     

Mg-3Y合金大应变量轧制过程中的孪生辅助动态再结晶及组织演变

采用预挤压加单道次大应变量热轧制的方法制备了Mg-3Y（质量分数,%）合金板材。并研究了大应变量轧制过程中不同孪晶类型对合金动态再结晶（DRX）及组织演变的影响。结果表明,在挤压比为8:1的预挤压过程中,合金内部发生了几乎完全的动态再结晶。而在接下来的大应变量热轧制过程中,孪生变形尤其是■压缩孪晶及■双孪晶在协调合金的塑性应变中发挥了重要作用。此外,大量动态再结晶在压缩孪晶及双孪晶内部发生,并扩展到非孪晶区域,有效缓解了轧制过程中的内应力集中。上述2个过程对提高合金在大应变量轧制中的成形性均起到了促进作用。     

Grain boundary faceting and abnormal grain growth in BaTiO3

When 0.1 mol% TiO₂–excess BaTiO₃ was sintered below the eutectic temperature in air, abnormally large grains formed in the fine matrix BaTiO₃ grains. The abnormal grains contained {111} twin lamellae, while the matrix grains did not. A TEM observation revealed that almost all the grain boundaries were faceted. On the other hand, however, when the air-sintered sample with faceted grain boundaries was annealed in H₂, the faceted boundaries became defaceted, and the growth of abnormal grains was suppressed while the growth of the matrix grains was enhanced, showing normal grain growth behavior. In addition, the abnormal grains that had been elongated along their twin lamella grew rather isotropically, irrespective of the presence of {111} twins. It appears therefore that {111} twins appear to enhance the growth of the abnormal grains along the twin lamellae only when the grain boundary is faceted. After re-annealing the H₂-annealed sample in air, however, the grain growth behavior and grain boundary structure were found to recover those observed in the air-sintered sample. From these observations, it is concluded that abnormal growth of BaTiO₃ grains observed is related to grain boundary faceting and that boundary faceting is a necessary condition for abnormal grain growth.     

AZ31镁合金在高周疲劳过程中微观组织和孪晶演变特征

利用扫描电子显微镜（SEM）和电子背散射衍射（EBSD）技术研究了室温条件下AZ31镁合金在不同加载频率（3和30 Hz）和不同应力幅值（90,95,100,105,110 MPa）疲劳变形后的组织演变规律及断口形貌特征。结果表明：随着加载应力增加,基体内残余孪晶数量增加,残余孪晶主要以拉伸孪晶形式存在。随着应力幅值的增加晶粒逐渐细化,这是由于在循环过程中,拉伸孪晶演变诱导晶粒细化。随着应力幅值的增加,织构强度显著减弱,这与试样疲劳后的再结晶机制有关。通过对试样疲劳断口的分析,发现孪晶片层处容易引起裂纹萌生,随着应力的增加,试样中裂纹扩展区面积逐渐减小,在疲劳裂纹扩展区观察到明显的疲劳辉纹。最终断裂区表面粗糙,主要存在韧窝、撕裂脊以及二次裂纹等形貌。在最终断裂区可观察到韧窝,韧窝尺寸随着循环应力的增加,在较高加载频率下,韧窝的尺寸与数量均减小。     

Effect of deformation texture on the anisotropy of elasticity and damage of two-phase steel sheets

The effect of small tensile deformation (3, 6, and 10%) on the texture of preliminary annealed sheets of two-phase DP600 steel (0.10 C, 0.15 Si, 1.4 Mn, 0.007 P, 0.008 S, 0,009 N, 0.02–0,06 Al, 1 Cr–Mo–Ni (wt %)) is studied. Against the background of the annealing texture in the sheets, the {001} <110>, {111} <110>, {111} <112>, {111} <312> components of the slip texture and {115} <110>, {115} <552>, {221} <110>, {221} <114> orientations are developed, which can be associated with the twinning processes. The anisotropy pattern of the Young’s modulus (E) in the sheet plane remains the same after tensile deformation of the annealed sheets. After tension, the values of E decrease in all directions as a result of the onset and development of microdamages. The anisotropy of damage (D) in the plane of the steel sheets after tension is characterized by a maximum in the transverse direction (TD) and a minimum in the rolling direction (RD).     

高纯钛压缩孪生行为研究

利用背散射电子衍射(EBSD)技术对高纯钛形变组织中同一个晶粒内部出现的{1122}和{1124}压缩孪生进行了研究。结果表明:{1124}孪晶总是伴随{1122}孪晶在同一晶粒中产生,在变形组织中没有发现单独存在的{1124}孪晶;这种极少出现的{1124}压缩孪晶主要由{1122}孪晶与传统晶界或{1122}孪生变体之间交互作用改变了局部应力状态而诱发的。在同一个晶粒中,由{1122}孪晶诱发的{1124}孪晶更倾向于同其中一个{1122}孪生变体具有相同的转轴。此外,根据晶体对称性及相同晶粒中{1122}和{1124}孪晶之间的取向关系,{1122}和{1124}孪晶之间可发生孪晶反应并形成4种不同类型的孪晶反应界面。     

Role of Cu film texture in grain growth correlated with twin boundary formation

To understand the role of Cu film texture in grain growth at room temperature (RT) in relation to twin boundary formation Cu films were deposited on various barrier materials and the Cu film texture was investigated by X-ray diffraction. Cu grain growth was rapid on a barrierless SiO₂/Si substrate and very slow on a Ta barrier due to strong (1 1 1) texture. The growth rate and the average grain diameter after being kept at RT for up to ∼60 days were maximum at a (2 0 0)_Cu peak to (2 2 2)_Cu peak area ratio of ∼1.0, where {1 1 1}, {1 0 0} and {5 1 1} grains coexisted. Such coexistence of three or more orientations of grains is essential in facilitating Cu grain growth at RT. Similarly, the average twin boundary (TB) density was maximum when Cu grain growth was facilitated. TB formation in nano-sized Cu grains was not controlled by grain size, but due to grain growth. The TB could be annealing twins caused by irregularities in the stacking sequence during relatively fast grain growth. The Cu film texture is concluded to be determined at the beginning of deposition, and the wettability of various barrier materials by the Cu films plays a key role in determining the film texture.