基于CSP工艺冷轧板第二相析出行为及其对组织的影响

采用TEM和光学显微镜对CSP工艺生产的冷轧基料和变形81.6％的冷硬板及模拟罩式退火工艺的退火板进行了组织分析.结果表明,在CSP工艺热轧、冷轧及退火各生产工序中都有纳米级第二相析出物的存在,Fe3C有聚集长大的趋势,MnS和AlN弥散分布在晶界和晶内,MnS尺寸为40 ～ 100 nm,在610℃时观察到50 nm左右AlN大量析出.第二相对退火过程中再结晶组织产生了重要影响,MnS及Fe3C对冷轧板组织的影响较A1N弱.随着退火过程的进行,晶粒长大,扁形晶粒增多.     

常化温度对2.5%Si无取向硅钢第二相析出行为的影响

采用扫描电镜、透射电镜和双束扫描电镜对不同常化温度2.5%Si无取向硅钢中不同类型第二相析出物的析出行为和演化规律进行了研究。结果表明,常化温度从850℃升高至1100℃,微米级大尺度第二相粒子呈一次长大-析出-二次长大-回溶的变化规律;当常化温度<920℃时,析出相以AlN+MnS复合长大为主;随后小尺寸的MnS、AlN及其复合析出物数量迅速增多,并在950℃时达到峰值;随着常化温度的进一步升高,第二相粒子析出数量快速减少,然后缓慢增长至趋于平衡,大尺寸析出物出现部分回溶。纳米级析出物则以Cu₂S和Cu₂S+MnS复合析出为主。并且950℃常化时,2.5%Si无取向硅钢的铁损最低。     

AN ELECTRON MICROSCOPE OBSERVATION ON THE DISTRIBUTION OF MnS PRECIPITATES IN GRAIN ORIENTED 3％ Si-IRON

对晶粒取向3％Si-Fe在二次再结晶早期阶段中MnS质点的形态和分布作了电子显微镜研究。确定了一般晶粒取向3％Si-Fe中MnS质点对初次晶界的抑制失效的最低温度约为1000℃。得到稳定的初次晶粒基体的一个必要条件是脱碳退火状态下MnS质点原始分布场的平均尺寸接近于质点产生有效抑制作用的Zener临界尺寸。MnS质点的抑制失效看来与质点粗化场分布特性没有明显的联系。在1000℃以上的温度,质点对初次晶界的抑制作用的丧失可归结为该温度下小于Zener临界尺寸的质点的全部溶解。     

晶粒取向3％Si-Fe中MnS质点分布的电子显微镜研究

对晶粒取向3％Si-Fe在二次再结晶早期阶段中MnS质点的形态和分布作了电子显微镜研究。确定了一般晶粒取向3％Si-Fe中MnS质点对初次晶界的抑制失效的最低温度约为1000℃。得到稳定的初次晶粒基体的一个必要条件是脱碳退火状态下MnS质点原始分布场的平均尺寸接近于质点产生有效抑制作用的Zener临界尺寸。MnS质点的抑制失效看来与质点粗化场分布特性没有明显的联系。在1000℃以上的温度,质点对初次晶界的抑制作用的丧失可归结为该温度下小于Zener临界尺寸的质点的全部溶解。     

含稀土取向硅钢高温铁素体区的再结晶及抑制剂析出行为

利用Gleeble 1500D、SEM、TEM、ICP等研究手段,分析了含稀土取向硅钢在1200℃铁素体区热轧变形30%、保温不同时间后水冷的再结晶及抑制剂析出行为。结果表明,含稀土取向硅钢高温铁素体区热轧后仅发生动态回复,未发生动态再结晶,析出相的数量没有明显增加;热轧后保温20 s左右开始发生静态再结晶,抑制剂析出相开始析出并且长大,再结晶发生率越高,析出相体积分数增长越快。变形结束后析出相中Cu₂S和MnS数量相差不多,再结晶发生率为64%时,MnS增长约7.4%,Cu₂S增长约19.34%。析出相大多于晶内析出,随保温时间延长部分抑制剂逐渐在晶界处形核并长大。     

取向硅钢低温板坯加热高温二次再结晶退火中抑制剂的析出特点

利用透射电镜研究了采用"固有抑制剂法"低温板坯加热试制普通取向硅钢冷轧板,高温二次再结晶退火过程中抑制剂的析出行为,分析了各种抑制剂对初次再结晶的抑制作用。结果表明:除常规AlN和AlN+Cu2S析出物之外,还有少量短棒状MnSiN2析出相(正交结构);AlN相具有强烈的抑制效果,起到了主抑制剂作用;少量的MnSiN2相具有辅助抑制作用,同时在高温二次再结晶退火条件下,部分MnSiN2分解并与基体中的Al作用生成AlN,加强了AlN的抑制作用。     

CSP工艺下稀土冷轧板退火过程中第二相析出的定量研究

研究了CSP工艺下稀土冷轧板冷轧后退火过程中的第二相析出行为,模拟了某企业685 ℃×9 h退火工艺,利用光学显微镜和X射线衍射仪分析了退火前后的微观组织和宏观织构的变化;采用非水电解分离法从试验钢中提取第二相粒子,并利用X射线衍射分析了第二相析出物类型;再使用化学法对退火过程中第二相析出量的变化进行了定量分析,并结合析出动力学计算分析第二相析出规律。结果表明,经过该退火工艺后,晶粒从典型的纤维状冷轧组织演变为再结晶饼形晶粒,非{111}织构有所减弱,{111}织构有所增强;试验钢中的第二相类型主要为MnS、Fe₃C和AlN,MnS在退火过程中几乎不析出,Fe₃C主要在室温到570 ℃升温过程中析出,AlN随着退火温度的升高而不断析出,在685 ℃附近析出最快。     

抑制剂对取向硅钢再结晶行为的影响

比较几种抑制剂对取向硅钢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.(110)[001]二次晶核优先发生在距热轧板表面1/5—1/4深度的薄层区域.含AlN钢的这类晶核呈饼状,二次晶粒长大是各向异性的.含MnS钢的二次品粒长大是各向同性的.     

BEHAVIOUR OF SECONDARY RECRYSTALLIZATION IN ORIENTED Si STEEL CONTAINING VARIOUS INHIBITORS

比较几种抑制剂对取向硅钢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.(110)[001]二次晶核优先发生在距热轧板表面1/5—1/4深度的薄层区域.含AlN钢的这类晶核呈饼状,二次晶粒长大是各向异性的.含MnS钢的二次品粒长大是各向同性的.     

Fe-Ga-Tb合金轧制薄带的织构与磁致伸缩性能

利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)与电子背散射衍射(EBSD)技术等研究了Fe-Ga-Tb合金薄带轧制与退火过程中的微结构、织构及磁致伸缩性能演变规律。结果表明：初次再结晶退火板的平均晶粒尺寸为15.5μm,再结晶织构由{111}<112>为峰值的强γ织构与弱Goss织构组成,尺寸为30～150 nm的碳化物与硫化物析出相在初次再结晶基体均匀分布,这种微结构与织构特征可为Goss织构发生异常长大提供有利条件。当退火温度升高至925℃时,再结晶基体晶粒尺寸仅为25μm,少量Goss晶粒异常长大至2.5 mm,退火温度达到1000℃时,Goss晶粒达到厘米尺寸,占据样品表面的98%,仅残留少量非Goss织构的岛状晶粒。高温退火过程中随着二次再结晶对Goss织构的强化,Fe-Ga-Tb合金薄带的磁致伸缩系数大幅提高,1000℃退火后磁致伸缩系数可达284×10^-6。     

退火工艺对采暖系统用耐沟状腐蚀钢带性能的影响

通过对耐沟状腐蚀现象的研究,结合生产设备能力,设计了6种成分钢带和6种退火工艺。借助光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验、中性盐雾试验等手段,研究了采暖系统用耐沟状腐蚀钢带生产过程中冷轧退火工艺对其性能的影响。结果发现:低于Ac₁温度(650、700 ℃)的退火不可能改变原来冷轧铁素体晶界的遗传结构,冷轧α相的再结晶长大不充分,碳化物的聚合和长大过程也不充分;当退火温度达到Ac₁左右(750 ℃),由于碳元素的固溶加剧,导致α相再结晶和析出物的聚合长大,得到极优的延展性,对深冲非常有利;退火温度位于Ac₁~Ac₃之间(850 ℃),发生α→γ相再结晶,可以取得最好的软化效果。对于含Ti的试验钢,随着退火温度的降低,其塑性应变比r值呈下降趋势。Cr的加入不利于耐沟状腐蚀性能,但是Al的加入有利于耐沟状腐蚀性能。采用两段式退火工艺进行工业化生产,可以得到外观和性能优良的采暖系统用耐沟状腐蚀产品。     

Control of Secondary Phases by Solution Treatment in a N-Alloyed High-Mn Cryogenic Steel

The secondary phases of the steels have significant effects on the microstructure and mechanical properties, making controlling these secondary phases important. The control of MnS inclusions and AlN precipitates in a N-alloyed high-Mn twin-induced plastic cryogenic steel via solution treatment was investigated with several different techniques including microstructural characterization, 298 K tensile testing, and 77 K impact testing. The solutionizing temperature(ST)increased from 1323 to 1573 K, where the elongated MnS inclusions and large-sized AlN precipitates became spheroidized and dissolved. The aspect ratio of the MnS inclusions decreased as the ST increased and the number density increased. The impact toughness of the steels showed anisotropy and low impact energy values, due to the elongated MnS inclusions and large-sized AIN precipitates. The anisotropy was eliminated by spheroidizing the MnS inclusions. The impact energy was improved by dissolving the large-sized AlN precipitates during the solution treatment. The austenite grain size increased when the dissolution of the AlN precipitate increased, but the effect of the grain size on the yield strength, toughness, and the strength–ductility balance was weak.     

中间退火处理对AlMgSiCu铝合金冷轧板组织性能的影响

利用拉伸试验机、TEM透射电镜和XRD,研究了中间退火处理对6000系AlMgSiCu铝合金冷轧板力学性能和组织织构演变的影响。结果表明:经300 ℃×2 h和400 ℃×2 h的中间退火处理后,AlMgSiCu合金强度指标并未发生明显的改变。加工硬化指数(n)值和塑性应变比(r)值随中间退火温度的提高,呈现增加的趋势。经400 ℃×2 h中间退火处理后,n值达到了0.286,r值达到了0.623,大部分晶粒已演变为等轴晶粒。试样基体内主要存在3种形式的第二相,尺寸在1 μm左右的AlFeMnSi颗粒相,宽度在0.1 μm左右的长棒状AlMgSiCu相和球状Si颗粒相。长棒状AlMgSiCu相随着中间退火温度的升高先析出后溶解。无中间退火的板材,Brass{011}<211>织构和S{123}<634>织构的体积分数最高,分别达到了13.9%和25.7%。经400 ℃×2 h中间退火的试样,以Cube{001}<100>织构为主,体积分数达到了24.3%,r-Cube织构达到了10.5%。     

Al含量对TiAlN涂层结构及性能的影响

目的 系统研究Al含量对TiAlN涂层结构以及硬度、热稳定性、抗氧化性能和耐腐蚀性能的影响.方法 利用阴极弧蒸发技术,采用Ti、Ti50Al50、Ti40Al60和Ti33Al67靶材制备出4种Ti1–xAlxN涂层.分别利用能量色散X射线光谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、纳米压痕仪、热重分...     

富铜相对Fe-3%Si-Cu合金再结晶行为的影响

以2块热轧Fe-3%Si-Cu合金板为研究对象,分别过时效处理和固溶处理后多道次冷轧再进行500~800 ℃再结晶退火处理,分析了合金再结晶退火后的显微组织及不同再结晶退火工艺下合金的硬度变化,从而研究了冷轧Fe-3%Si-Cu合金的再结晶行为。结果表明,热轧试样经650 ℃过时效处理后有椭球形或棒状的面心立方ε-Cu相析出,棒状富铜相的尺寸较大,其长轴≥100 nm。不同工艺热处理的试样经冷轧后均表现出随退火温度的升高,完全再结晶时间缩短,且由于富铜相的析出,经固溶处理后的试样退火后其再结晶时间明显比过时效处理后试样的短。当再结晶退火温度为500 ℃时,冷轧前进行了固溶处理的试样出现了回复引起的软化不足以抵消析出造成的硬化的现象,在10⁴ s时硬度曲线上出现明显的时效硬化峰;在600 ℃以上退火时,则表现出再结晶占优势的退火特征,硬度曲线没有明显的时效硬化峰。     

Al25Nb20Ti30Zr25低密度高熵合金的组织和性能

通过Thermo-Calc软件计算、微观组织多尺度表征以及热模拟试验等研究了Al₂₅Nb₂₀Ti₃₀Zr₂₅合金的组织结构、高温组织稳定性和热加工性能。结果表明,Al₂₅Nb₂₀Ti₃₀Zr₂₅合金的铸锭组织主要由BCC基体相和Zr₅Al₃析出相组成,Zr₅Al₃相在BCC晶界连续析出,晶粒内部的Zr₅Al₃相呈块状分布,平均尺寸在750 nm左右;合金在750~1000 ℃保温24 h后,基体中的晶粒尺寸并未发生明显变化;随着温度的增加,Zr₅Al₃相含量小幅度降低,合金的高温组织稳定性较好。建立了合金的本构方程为$\dot{ε}$=4.5×10¹⁴×[sinh(0.0063σ_p)]^2.8exp(-419/RT),并绘制了合金的能量耗散系数图;在1050 ℃/1 s^-1变形条件下,能量耗散系数达到峰值0.69,在该变形条件下等温锻造出尺寸为$\phi$ 180 mm×20 mm完整无开裂的圆形块体材料。锻造消除了原始晶界处连续分布的Zr₅Al₃相,使其分解成短杆状均匀分布于合金基体中,BCC基体组织发生了动态回复和部分再结晶。     

Mg-6Gd-1.2Y-0.53Zr合金的热变形行为及热加工图

采用热模拟试验法研究了变形温度(340～500℃)和应变速率(0.01～25 s^-1)对均匀化态Mg-6Gd-1.2Y-0.53Zr合金动态再结晶(DRX)临界应变及体积分数的影响,通过构建热加工图优化了其热加工工艺参数范围。结果表明,在0.01～1 s^-1的低应变速率下,该合金的动态再结晶(DRX)临界应变量随变形温度的升高而升高,而在10～25 s^-1高应变速率下,DRX临界应变量随变形温度的升高而略微下降。应变速率及变形温度的升高都使DRX体积分数增大,在500℃、25 s^-1条件下,合金的动态再结晶体积分数最高,达90.0%。根据构建的热加工图,当变形量在30%～80%之间时,较佳的热加工工艺区间为400～500℃、0.01～1 s^-1以及420～500℃、10～25 s^-1。在10～25 s^-1应变速率下,当变形量为10%～80%时,合金最适宜的变形温度为460～500℃。