形变及热处理对690合金晶界特征分布的影响

应用电子背散射衍射(EBSD)和取向成像显微技术(OIM)研究了材料初始状态、冷轧压下量和1100℃退火对690合金晶界特征分布(GBCD)的影响.低层错能面心立方金属镍基690合金,冷轧5%后在1100℃退火5min可使低∑CSL (coincidence site lattice, ∑≤29)晶界比例提高到70%以上(Palumbo-Aust标准),同时形成大尺寸的晶粒团簇.低∑CSL晶界比例和这种晶粒团簇的尺寸随冷轧压下量的增加而下降.初始状态的固溶或时效对690合金在1100℃再结晶退火后的晶界特征分布无明显影响.     

冷拉伸预变形及热处理对Hastelloy C-276合金晶界特征的影响

对Hastelloy C-276合金分别进行2%、6%、14%、22%、30%和54%冷拉伸预形变后经1100 ℃×15 min等温退火并水冷,采用EBSD技术分析变形量对其合金晶界特征分布和晶粒尺寸的影响。结果表明,随着变形量的增加,总的特殊晶界比例呈先下降后上升最后下降的趋势。当变形量为14%时,总的特殊晶界比例出现峰值点,达到了64.8%,同时Σ1晶界比例出现拐点,呈下降趋势,变形储存能得以释放,有利于特殊晶界的产生。此时,晶粒组织处于再结晶初始阶段。但大变形条件下的退火并不利于特殊晶界比例的提高。随着晶粒尺寸的增加,退火孪晶密度降低,选择适当的晶粒尺寸有利于晶界特征分布优化。     

小形变冷轧304不锈钢高温和低温退火晶界特征分布研究

采用电子背散射衍射(Electron-back scatter diffraction,EBSD)技术对比研究了小形变冷轧(厚度减缩量6%)304不锈钢经低温退火和高温退火后的晶界特征分布。结果表明,相比于轧制前的再结晶状态,轧制变形后的高低温退火处理都在一定程度上提高了合金中低Σ重位点阵(Coincidence site lattice,ΣCSL)晶界的比例,增幅均达20%以上;但在其晶界特征分布(grain boundary character distribution,GBCD)中,互成Σ3n取向关系的晶粒团簇(Cluster of grains with Σ3n relationship,Σ3n CG)大小和其外围一般大角度晶界(random high angle grain boundary,HAB)网络的连接特性却存在明显差异。低温退火样品中Σ3n CG尺寸比高温样品大得多,且其HAB网络连通性被低ΣCSL晶界阻断的效果也明显优于高温退火样品。进一步对两个样品的织构和残余亚结构进行对比分析后认为,形变诱发晶界的优先迁移是低温退火样品中获得较大尺寸Σ3n CG和HAB网络连通性被低ΣCSL晶界有效阻断的重要原因。     

预处理状态对轧制退火后奥氏体不锈钢晶界特征分布的影响

采用电子背散射技术研究了不同预处理状态的304奥氏体不锈钢经小压下(6%)冷轧和高温(1050℃)短时(5 min)退火后的晶界特征分布.结果表明,预先在1050℃下同溶30min的合金样品经冷轧退火后其低∑重位点阵晶界比例最高,达70%以上,较同溶状态提高了近20%,而且由互成∑3<'n>(n=0,1,2,3…)界面关系的品粒团簇的尺寸明显增加,为晶粒平均尺寸的10～15倍.而未经固溶和固溶后在650℃下时效2 h的合金样品在后续的轧制退火过程中低∑重位点阵晶界比例均有所下降,仅为40%～50%,而且∑3<'n>晶粒团簇尺寸为晶粒平均尺寸的2～5倍.分析认为,后两者未能实现品界特征分布优化主要是由于碳化物的存在阻碍了晶界的迁移,尤其是非共格∑3晶界和某些一般大角度晶界的广泛迁移所致.     

退火温度对电工钢立方织构和晶界特征分布的影响

以实验室熔炼的3.2%Si电工钢板为原料,辅助电子背散射衍射(EBSD) 技术,研究了在不同最终退火温度下,电工钢中立方织构和晶界特征分布的变化情况.结果表明,随着退火温度的升高,立方织构逐渐增强,立方取向晶粒周围的特征晶界数增多,其中Σ5晶界减少,Σ5晶界是立方取向晶粒与周围其他取向晶粒存在沿〈100〉轴转动36.9°的取向关系,具有较高的可动性,因而对立方织构的形成有利;立方取向晶粒间Σ1 晶界最多.     

形变及热处理对GH3625合金晶界特征分布的影响

在不改变GH3625合金化学成分的前提下,通过晶界工程(GBE)优化和调控合金组织,从而改善合金的高温组织稳定性以及使用可靠性。采用电子背散射(EBSD)和取向成像显微技术(OIM)研究了形变热处理对GH3625合金晶界特征分布(GBCD)的影响。结果表明,GH3625合金晶界特征分布的优化主要是通过再结晶过程中形成的Σ3_n晶界来实现的,同时主要受冷变形量和退火条件的影响;GH3625合金中低ΣCSL晶界比例随着冷变形量的增加而减小,随着退火温度的升高而增加,当合金在ε=35 %,退火温度为1120 ℃保温15 min时,低ΣCSL晶界比例可提高到63.16 %以上(Palumbo-Aust标准);同时形成大尺寸的“互有Σ3_n的取向关系晶粒的团簇”此外,GH3625合金中出现了大尺寸的晶粒团簇,在晶粒团簇内的晶粒之间具有Σ3_n的取向关系;晶粒团簇尺寸和内含Σ3_n晶界的数量随着冷变形量的增加而减小,随着退火温度的升高而增加。     

含硅3％硅钢片退火过程中晶界特征分布研究

通过电子背散射衍射(EBSD)技术和取向成像显微(OIM)技术对经过不同工艺处理的含硅3%硅钢样品织构和晶界特征分布(GBCD)进行研究.结果表明:在所有样品中,∑1晶界在低∑CSL晶界中所占比例最高,立方取向晶粒之间构成∑1晶界;∑13b和∑29a随着立方取向晶粒增多而增多,尤其是∑13h更为明显;对于各取向晶粒相当的试样,∑1晶界最多,∑3、∑5、∑7、∑9、∑11、∑15晶界比例接近.     

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。     

再结晶退火工艺对Ni5W合金长带织构的影响

采用中频感应熔炼方法制备Ni-5at%W合金锭,经锻造和热轧后,再冷轧到50 m长,厚度为60 μm的带材。随后在800~1200 ℃进行再结晶退火处理。在兼顾“高织构”和“浅晶界”要求下,得出1100 ℃/0.5 h是Ni5W合金基带最佳的退火工艺。根据X射线衍射(XRD)和电子背散射衍射技术(EBSD)结果,在1100 ℃/0.5 h时该Ni5W合金基带的再结晶立方织构含量达到98.9%(≤10°),且晶粒尺寸均匀。退火后的Ni5W合金基带扫描半高宽(FWHM)值和孪晶界含量接近德国Dresden公司商业化Ni5W合金基带的水平     

固溶温度对冷轧态690合金组织及晶界分布特征的影响

通过SEM和EBSD等手段研究了950~1100 ℃固溶温度对不同变形量690合金的微观组织和晶界分布特征的影响。结果表明,当固溶温度超过1070 ℃再结晶晶粒尺寸快速增加,且较大变形量样品的晶粒尺寸小于小变形量的。变形量较小样品的固溶温度相对较大变形量的样品不宜过高。基于晶界的重位点阵(即CSL)理论进一步分析晶界分布特征,固溶处理后进行特征晶界统计分析,样品中由变形加工产生的小角度晶界特征消失,但是具有Σ3晶界特征的退火孪晶组织比例增加。在固溶温度超过1030 ℃后,Σ3晶界没有明显增加趋势。较大变形量样品的Σ3晶界密度高于低变形量的样品,表明适当提高变形量有利于提高Σ3的晶界密度。对晶粒取向的分布特征统计分析后可知,1030 ℃固溶处理变形加工后的690合金,提高了Σ3ⁿ晶界比例,特别是Σ3晶界,且较大变形量合金形成的Σ3晶界比例为19%,高于小变形量合金的17%比例。     

涂层导体用Ni-5at%W合金基带再结晶织构研究

采用粉末冶金和中频感应炉重熔相结合的方法制备Ni-5at%W合金,经旋锻、拉拔和大变形量冷轧为70μm厚合金基带。轧制基带织构呈现典型的铜式织构特征。采用电子背散射衍射技术研究不同退火工艺的再结晶织构。结果发现,经大变形量冷轧后,通过优化两步退火工艺可获得锐利的立方织构;加热速度对冷变形金属的再结晶织构具有很大的影响,慢速加热具有增强立方织构的作用,快速加热则相反。实验结果可为再结晶工艺参数的优化提供依据。     

形变热处理对316L奥氏体不锈钢晶界特征分布的影响

采用5%的单向压缩与1000 ℃退火的形变热处理工艺,对316L奥氏体不锈钢的晶界特征分布进行了优化,并且通过定位观察的方法研究了晶界特征分布优化的机理。结果表明,随着退火时间的增加,特殊晶界比例逐渐增加;当退火时间达到90 min时,试样的特殊晶界比例最高（69.5%）,并且得到了打断的大角度随机晶界网络。晶界特征分布优化的机理是,小变形试样在退火过程中发生了局部再结晶,首先产生了以特殊晶界等低能量晶界为主的小晶粒群;之后小晶粒群中能量较高的大角度晶界开始迁移并消失,最终材料的特殊晶界比例得到了提高。     

退火时间对细晶高强IF钢的织构和晶界特征分布的影响

以细晶高强IF钢为研究对象,在退火温度850℃、不同退火时间下对试验钢进行罩式退火试验。通过拉伸试验、电子背散射衍射技术(EBSD)等,研究了不同罩式退火时间对细晶高强IF钢再结晶织构和晶界特征分布的影响。结果表明:随着保温时间的延长,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,这与晶粒度及晶粒均匀性有关,与再结晶织构强度也密切相关。晶粒尺寸适当,且均匀性好,重位点阵出现率越大,有利织构强度越高。当退火温度为850℃、保温40 min时,试验钢具有最强的γ纤维织构,最高的n、r值,和较好的晶界特征分布。     

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。     

晶界特征分布对哈氏合金力学性能的影响

采用扫描电镜、背散射电子衍射、透射电镜等手段对Hastelloy X(HX)合金的晶界特征分布、拉伸断口形貌及位错分布等进行研究。结果表明,HX合金室温拉伸断口由局部裂纹、微孔和大量的韧窝构成,微孔的形成与材料内部第二相颗粒分布有关。组织为晶内共格孪晶型的材料开裂是裂纹源扩展引起的,而组织为非共格孪晶型的样品是微孔聚集导致的开裂。分析表明,不同晶界特征分布的样品室温力学性能的差异,主要是晶粒尺寸和一次碳化物分布作用的结果。     

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。     

初始晶粒尺寸和轧制间回复退火对Ni-9.3at%W合金基带立方织构形成影响的研究

无磁性、高强度Ni-9.3at%W(Ni9W)合金由于其较低的层错能,难以通过传统的轧制及再结晶退火得到强立方织构。本工作采用熔炼制坯路线,结合均匀化退火和中间再结晶退火的方法得到了晶粒尺寸细小,合金元素W均匀分布的Ni9W坯锭,通过总变形量为99%的轧制,中间引入四次轧制间回复退火得到了厚度为80μm的Ni9W轧制基带,最后采用两步再结晶退火的方式得到了再结晶立方织构含量为80.2%(<10o)的Ni9W合金基带。     

形变量对GH4169合金微观组织和晶界特征分布的影响

研究了形变热处理对GH4169合金显微组织和晶界特征分布(GBCD)的影响因素。通过金相显微镜(OM)、电子扫描电子显微镜SEM和能谱仪(EDS)分析显微组织和析出相,通过电子背射衍射(EBSD)研究形变量对晶界特征分布的影响。结果表明：形变量对析出相的形核和长大有促进作用;小形变量对特殊晶界形成促进作用最明显,形变量为9.8%低ΣCSL晶界比例最高。     

形变热处理工艺参数对冷轧态镍基高温合金晶界特征分布演变的影响

本文研究了不同形变热处理工艺参数对冷轧态镍基高温合金中晶界特征分布演变的影响。结果表明,在退火处理过程中,生长事故模型是静态再结晶(SRX)晶粒中新Σ3晶界形成的主要机制。随着退火时间和退火温度的增加,晶界迁移时间延长,晶界迁移速度加快,从而增加了生长事故的发生频率,促进了Σ3晶界的形成。此外,随着应变的增加,Σ3晶界的比例先减小后增大。在冷轧变形量为0.1和0.7时,Σ3晶界的比例均可达到60%左右,这与大晶粒团簇的形成密切相关。此外,本文还详细分析了不同工艺参数下,Σ1晶界、共格Σ3晶界、非共格Σ3晶界、Σ9晶界、Σ27晶界和随机晶界的演变规律。     

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>。