电工钢中黄铜织构行为及其对Goss织构的影响

本文通过EBSD取向成像技术检测追踪了取向硅钢热轧、脱碳退火及二次再结晶过程中黄铜取向晶粒的形成规律.结果表明,黄铜取向的形成是热轧时Goss取向在剪切力作用下向铜型取向转动受阻而绕法向转动的结果.与Goss晶粒和{111}〈112〉取向晶粒类似,黄铜取向和{111}〈110〉取向晶粒之间存在形变与再结晶相互转化的密切关系;二次再结晶时若抑制剂钉扎控制不当,在次表层的Goss晶粒快速长入中心层之前,黄铜取向晶粒已长成大尺寸并接触样品表面,随后的Goss大晶粒就很难吞并黄铜取向晶粒.     

CGO硅钢各阶段织构遗传继承性的EBSD分析

利用EBSD技术对CGO硅钢热轧、中间退火、脱碳退火及二次再结晶退火组织及织构进行分析,研究了CGO硅钢各阶段加工制备过程中高斯{110}001晶粒的形状、尺寸及分布特点,分析了高斯取向晶粒在各工序过程中的遗传继承性特点。结果表明,CGO硅钢热轧板的次表层存在Goss取向晶粒,历经一次冷轧及中间退火后Goss取向晶粒基本消失,一次再结晶之后Goss织构仍不是主要织构,主要织构为{111}110和{111}112,说明Goss取向晶粒在二次再结晶退火前数量及尺寸上并不占优势,二次再结晶过程中Goss取向晶粒异常长大形成锋锐Goss织构。{111}110和{111}112织构组分的强度在一次冷轧中不断增加,{111}112织构组分的强度在二次冷轧后达到最大而{111}110织构组分是在初次再结晶后变强。     

高温退火气氛对薄规格中温取向硅钢二次再结晶行为的影响

通过调整最终退火保护气氛来控制0.18 mm厚含Cu中温取向硅钢二次再结晶时抑制剂的熟化和分解行为,从而达到提高二次再结晶后Goss织构锋锐度和磁性能的目的.运用EBSD系统观察和分析二次再结晶中断抽出试样的组织和取向.结果表明:提高高温退火气氛中的N_2比例至90%,最终0.18 mm规格成品磁感达1.95 T.成品减薄后样品中抑制剂的粗化行为受气氛的影响更为强烈,表现在提高N2比例后初次晶粒尺寸减小,二次再结晶持续时间延长,此时Goss取向晶粒拥有足够的时间发生异常长大以获得尺寸优势,从而抑制偏转Goss取向晶粒的异常长大,提高了Goss织构的锋锐度和薄规格成品的最终磁性能.     

Hi-B钢二次再结晶退火初期不同取向晶粒的三维形貌表征

利用定量逐层研磨和计算机辅助重建及可视化技术,并结合电子背散射衍射(EBSD)方法,研究了Hi-B钢二次再结晶退火初期不同取向晶粒的三维形貌。结果表明,Goss取向晶粒主要呈"塔状",黄铜取向晶粒则类似"上大下小"倒锥状,{411}148取向晶粒也表现为"塔状"和倒锥状。而{111}112取向晶粒形貌各异,没有一致性。与其它取向晶粒相比,Goss取向晶粒在三维尺度上没有尺寸优势,Goss取向晶粒异常长大前,其长大主要受曲率控制。     

脱碳退火保温时间对取向硅钢组织、织构及磁性能的影响

通过研究脱碳退火保温时间对取向硅钢初次再结晶组织、织构及高温退火样品磁性能的影响,探讨了有利于Goss晶粒异常长大的初次再结晶环境。结果表明,在820℃进行脱碳退火,当保温时间从2 min增加到6 min时,初次再结晶织构中Goss晶粒相对于{111}112和{111}110晶粒的尺寸优势逐渐增加,{111}110含量逐渐升高,且1/8层中Goss相对于其他取向晶粒尺寸优势稳定,使取向硅钢二次再结晶晶粒尺寸逐渐增大、磁性能逐渐提高。     

一次再结晶取向硅钢中第二相粒子局部密度与晶界的关系

采用场发射扫描电镜(FESEM)结合电子背散射衍射技术(EBSD)对一次再结晶取向硅钢中的Goss晶粒、黄铜晶粒及其周边相邻晶粒在晶界附近1μm范围内尺寸大于40 nm的Mn S第二相粒子的局部密度与相应晶界的关系进行了统计分析。结果表明:900℃再结晶退火后,Goss晶粒周边出现频次较高的晶粒取向分别为{112}111、{111}110、{411}148和{111}112,其中有利于Goss晶粒异常长大的{111}110、{111}112和{411}148取向出现频次之和占总量的57.7%;黄铜取向晶粒周边出现频次较高的则为{111}110、{112}111、{111}112和{411}148,其中{111}110、{111}112和{411}148出现频次占总量的68.7%;Mn S第二相粒子的局部密度差随晶界组合不同而变化,其中Goss-{111}110组合的最大。     

常化处理对薄规格取向硅钢织构的影响

利用EBSD和XRD技术对比分析了常化和不常化2种工艺对薄规格取向硅钢组织及织构的影响.结果表明,2种工艺条件下的初次再结晶和二次再结晶织构存在着明显的差异.经过常化处理的样品初次再结晶组织中{411}148和{111}112织构组分比不常化样品的低,但Goss织构组分比不常化样品的高;常化处理的样品二次再结晶织构多为锋锐的Goss织构,磁性能优异,而不常化处理的样品二次再结晶织构多为Brass织构和偏Goss织构.此外,经过常化处理样品的初次再结晶组织中Goss取向晶粒周围分布的20°~45°大角度晶界所占比例高于不常化处理样品.2种样品初次再结晶后的平均晶粒尺寸差别并不明显,均为20μm,而且整体晶粒尺寸分布也相近.常化处理对最终磁性能有决定性影响,主要体现在提高冷轧前Goss取向“种子”的比例以及优化再结晶组织中Goss取向晶粒周围的织构环境.     

Hi-B钢二次再结晶退火过程中未异常长大Goss晶粒晶界特征

采用中断法并结合电子背散射衍射(EBSD)技术,研究了Hi-B钢二次再结晶退火过程中大量未异常长大Goss取向晶粒的晶界特征。结果表明:未异常长大Goss取向晶粒的晶粒尺寸相较于基体晶粒和相邻晶粒并没有明显的差异性。同时未异常长大Goss取向晶粒与异常长大Goss取向晶粒周围的HE晶界和CSL晶界比例也没有明显的差异。在二次再结晶退火过程中,尺寸优势、HE晶界、CSL晶界和Goss取向偏离度都不能保证Goss取向晶粒发生异常长大。而随着退火温度的升高,Goss取向晶粒有逐渐向标准Goss晶粒取向靠拢的趋势。     

Fe-3%Si电工钢铸坯柱状晶织构的演变规律

采用Fe-3%Si电工钢铸坯中长轴平行于轧向的不同数量柱状晶进行了冷变形及再结晶退火,采用EBSD分析技术对柱状晶织构的转变行为进行了研究.结果表明,原始柱状晶为立方取向的单柱状晶时,大压下率一次冷轧及再结晶退火不利于立方织构的保留;小压下率二次冷轧及再结晶退火会形成强立方织构,该立方织构强烈阻碍Goss晶粒的异常长大;原始柱状晶为立方和Goss位向的双柱状晶时,大压下率冷轧条件下,Goss取向快速转向{111}112而有效地保留了立方取向,Goss和立方取向柱状晶之间的晶界没有强的交互作用;原始柱状晶为多种位向的多柱状晶时,柱状晶晶界能促进g织构及减少立方织构,有利于Goss晶粒异常长大.     

新型超高强铝合金热变形及退火微观组织与织构

采用热力模拟实验和电子背散射衍射(EBSD)等测试方法,研究温度为350、420℃和应变速率为0.1 s-1条件下新型Al-Zn-Mg-Cu超高强铝合金轴对称热压缩变形以及400℃、1 h退火微观组织和织构的演变。结果表明:在350℃条件下进行80%的压缩变形过程中微观组织的演变机理是动态回复和大应变几何动态再结晶;主要织构是沿着α取向线分布的黄铜织构{110}112和少量的Goss{110}001织构;退火过程中发生静态回复和程度较小的静态再结晶,出现旋转立方织构{100}011,黄铜织构Brass{110}112沿着α取向线向Goss织构{110}001转变;420℃进行80%压缩变形的微观晶粒组织较均匀,细小的再结晶晶粒分布在变形剧烈的晶界或三角晶界处,织构类型为旋转立方织构{100}011;退火过程中发生亚动态再结晶和晶粒长大,该过程中旋转立方织构{100}011减弱,并出现黄铜织构{110}112。     

渗氮及预处理对取向硅钢二次再结晶的影响

对硅钢进行离子渗氮,改变其表面氮浓度,可显著影响二次再结晶效果。结果表明,渗氮增量约为0.02wt%时最有利于Goss织构的形成。而影响取向硅钢二次晶粒平均尺寸的主要因素是初次晶粒尺寸和表面有效抑制剂数量密度。硅钢中氮含量的微小变化会极大地影响二次晶粒长大。氮含量0.0282wt%的硅钢样品经700℃×1 h预处理,其高温退火后的二次再结晶效果最好。     

Fe-3%Si-Cu取向电工钢热轧及常化组织与织构

以Cu粒子为单一抑制剂的新型取向电工钢能降低板坯加热温度以及避免长时间高温退火，具有节约能源、降低成本等优势。以Fe-3%Si-Cu取向电工钢为研究对象，研究了Cu粒子为单一抑制剂时对其热轧板及常化板的显微组织、织构及析出相的影响。结果表明，Fe-3%Si-Cu取向电工钢热轧及常化板均有明显的显微组织分布不均匀，表面脱碳层分布宽度由热轧板的311.7μm增加到常化板的427.3μm,平均晶粒尺寸由热轧板的20.2μm增加到26.3μm,织构分布以{110}<112>、{112}<111>、{110}<001>及{114}<418>为主；次表层为等轴晶和变形晶粒混合组织，Goss织构主要分布在表层及次表层，热轧板常化后Goss织构组分减小；中心层主要为变形晶粒，织构分布以{114}<418>、{100}<110>及{100}<001>为主。热轧板中存在尺寸为10～40 nm的Cu粒子，粒子平均直径为23.4 nm,分布面密度为7.30×10⁹个/cm²,常化后C...     

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。     

常化温度对无抑制剂取向硅钢性能影响

在实验室中采用无抑制剂法制备取向硅钢,对无抑制剂取向硅钢的热轧和常化工艺进行了研究。结果表明,850℃常化的取向硅钢组织中具有更多的{111}面组分,有助于晶界迁移发生二次再结晶而形成单一Goss织构;而900℃、950℃常化后的取向硅钢中晶粒尺寸过大,晶界数量减少,不利于二次再结晶的发展。随常化温度升高;磁感应强度降低;铁损值增高。     

无抑制剂取向硅钢初次再结晶退火

在实验室中采用无抑制剂法制备取向硅钢,利用XRD、TEM等方法研究了冷轧和初次再结晶阶段的微观组织与织构。结果表明,冷轧板织构主要由α织构和γ织构组成;初次再结晶退火后α织构减弱,γ面织构{111}112增加,初次再结晶退火70 s后出现Goss织构。EBSD分析显示Goss位向晶粒大多与{111}112位向晶粒相邻;随退火时间的增加,Goss和{111}112位向晶粒均有所增加。     

薄规格冷轧取向硅钢脱碳板中析出相粒子及织构分布

薄规格冷轧取向硅钢要求比普通厚度取向硅钢更加严格的抑制剂设计及控制。将常化板冷轧至0.23 mm和0.18 mm并分别进行脱碳退火处理,利用SEM及EBSD技术分析了两种厚度脱碳退火板的表层、次表层、中心层等层区的析出相粒子分布及织构。结果表明:在设计的工艺下,两种厚度脱碳板同层区的析出相粒子的平均尺寸d、面密度nA及面积分数AA的分布趋势类似,粒子平均尺寸都表现为d表层d次表层d中心层,且次表层的粒子面密度最高;两种板沿板厚方向的组织及织构分布不均匀,但各层区织构组成相近,{111}112、{411}148组分的比例明显高于其他取向,表层Goss取向晶粒数较多;随压下量增大,Goss、{111}112、{411}148等织构均减弱。     

连续原位退火后Hi-B钢的初次再结晶组织及织构演变

对3%Si(质量分数)高磁感取向硅钢冷轧板进行原位循环初次再结晶退火试验。并运用电子背散射衍射(EBSD)技术对退火后样品的组织和结构进行原位分析。结果表明,随着退火温度的升高,初次再结晶阶段单个晶粒长大过程取向变化较小,织构体积的变化主要是不同织构晶粒之间相互吞噬。随着退火温度的升高,Goss织构没有取向优势,{111}112织构含量下降,{114}418和{111}110织构含量先下降后升高,原因与其晶粒周围晶界取向差变化相关。循环退火温度越高,对晶粒生长的影响越大,且随着温度的升高,高能晶界和大角度晶界含量减少。     

取向硅钢二次再结晶过程中的取向选择行为

采用实验和计算的方法研究了取向硅钢二次再结晶织构的演变过程。发现取向硅钢通过二次再结晶过程中连续的取向选择,最终获得单一Goss ({110}<001>)织构。在二次再结晶动力学模型中引入依赖取向的相对晶界能系数,可定量描述不同偏差角Goss及非Goss取向晶粒的长大速率差异。通过分析初次再结晶晶粒尺寸分布、晶界特征和抑制力水平等因素对二次再结晶取向选择行为的耦合影响,提出增强Goss晶粒取向选择优势的多参数匹配方法。     

Hi-B钢CSP热轧板的晶粒取向特征

借助金相显微镜和EBSD技术观察了紧凑式带钢(CSP)工艺生产的热轧Hi-B钢板的显微组织和晶粒取向分布情况,分析了晶粒取向的演变过程。结果表明:与传统厚板坯工艺生产的Hi-B钢相比,CSP工艺生产的Hi-B钢热轧组织更加细小均匀,在压下量不足的情况下可以在热轧板表层产生少量较为严格的取向Goss晶粒;CSP工艺生产的Hi-B钢热轧板织构强度比用传统厚板坯生产的热轧板织构强度高,表层以{110}面织构为主,同时含有少量Goss织构、黄铜织构和铜型织构等。较高取向度的Goss晶粒与黄铜晶粒和铜型晶粒相邻。中心层主要为轧制变形晶粒,织构组分聚集在α取向线上,其中{112}110织构组分强度最高。     

Hi-B钢二次再结晶退火中异常长大Goss取向晶粒的三维形貌表征

利用定量逐层研磨和计算机辅助重建及可视化技术,并结合电子背散射衍射(EBSD)技术,研究了Hi-B钢二次再结晶退火中异常长大Goss取向晶粒的三维形貌,并探讨了其长大规律和特征。研究表明,在三维尺度上,异常长大Goss取向晶粒呈现"饼形"晶粒形貌,异常长大过程中遵循"饼形"长大规律,即处在次表层的二次再结晶晶核在中间层快速长大取得尺寸优势后,反向沿厚度方向长大到样品表面,并在表面能的作用下继续沿板面方向异常长大,最终使得在板面方向的尺寸远大于厚度方向的尺寸;在Goss取向晶粒异常长大过程中,一些基体大尺寸晶粒由于尺寸优势会阻挡Goss取向晶粒长大,从而暂时保留在晶粒内部形成"岛状"晶粒。而在长大前沿,由于基体晶粒尺寸的不均匀性,特别是遇到一些大尺寸晶粒无法在短期内被吞噬掉,或者是2个异常长大的Goss取向晶粒相遇后造成某些方向长大停止,而一些基体晶粒被包裹进来成为"岛状"或"半岛状"晶粒,还有可能是不同取向晶粒晶界迁移率存在明显的差异性等方面的影响,使得Goss取向晶粒在某些方向长大受阻,从而表现出晶界前沿参差不齐,长大呈现典型的各向异性特征。