Ti-Al系金属间化合物在均匀化热处理中的微观结构演变

采用旋转摩擦挤压合金化技术制备Ti-Al合金试样,随后对其进行均匀化热处理以获得原位自生Ti-Al金属间化合物。利用SEM、EDS、XRD和EBSD等方法分析了均匀化热处理下Ti-Al试样微观结构的演变。结果表明:均匀化热处理后,组织发生了回复与再结晶现象,晶粒发生明显长大;同时,随着均匀化温度从450℃增至550℃,单质Ti不断减少,试样中出现亚稳相TiAl_2和平衡相TiAl_3。与室温试样相比,试样在500℃保温5h后,晶粒尺寸增大了4倍,TiAl_3晶粒织构从初始的■[0 11 2],演变为■;而试样晶粒取向差范围从初始的3.8°～114.4°缩小到3°～92°,同时晶粒内部的晶界数量较原始晶粒下降了一个数量级。     

新型高强铝合金高温平面压缩与退火微观组织和织构

采用热力模拟平面压缩实验和电子背散射衍射(EBSD)组织分析测试方法,研究了新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金热压缩变形以及退火微观组织和织构。结果表明,在变形温度为350℃,应变速率为0.1 s~(-1)的条件下,合金微观组织演变机理为动态回复和大应变几何动态再结晶,出现旋转立方织构{001}110和黄铜织构{111}110,分别沿着α-取向线和β-取向线分布;退火后旋转立方织构减少,黄铜织构增多,旋转立方织构沿着α-取向线向黄铜织构转变。在变形温度为420℃,应变速率为0.1 s~(-1)的条件下,合金变形组织较均匀,再结晶晶粒分布在变形剧烈的晶界或三角晶界处,出现的织构种类主要有旋转立方织构{110}110、黄铜型{011}211织构;退火过程中发生亚动态再结晶,旋转立方织构强度增强,黄铜型{011}211织构有向高斯织构方向移动的趋势。     

挤压态GH3625合金冷变形过程中的组织和织构演变

采用EBSD技术研究了挤压态GH3625合金冷变形过程中的组织演变、晶界特征分布、位错密度、应力分布及织构演变规律。结果表明,随着冷变形量的增加,晶粒变形程度加大,晶粒形貌由扁平状转变为细条状,晶体转动使得晶界与加载压力轴垂直分布;随着冷变形量的增加,大角度晶界逐渐向小角度晶界转变,孪晶界的比例逐渐增加。随着冷变形量的增加,局部取向差的平均值(■)升高,位错密度增加;同时,晶粒变形均匀性逐渐变好,应力集中分布逐渐向应力均匀分布转变。随着冷变形量的增加,其形变织构的类型基本保持不变,而具有稳定取向的Copper织构{112}111的强度略有降低;同时,由不均匀变形产生的Rotated-cube织构{001}110的强度降低;此外,形变孪晶的形成导致Goss织构{110}001和Brass-R织构{111}112的强度降低。     

热处理对旋转挤压Al-Ti金属间化合物结构的影响

采用旋转挤压合金化方法制备出Al-Ti金属间化合物,通过X射线衍射仪、扫描电镜对旋转挤压合金化过程中的Al-Ti化合物结构演变及热处理对合金化组织结构的影响等进行分析.结果表明:经旋转挤压后,块体主要由Al3-Ti、Al5Ti2以及基体单相构成,晶粒尺寸达到微米级;热处理导致诸多衍射峰强度低的亚稳态相出现,当温度升高至550℃,则Al3Ti化合相的衍射峰相当明显.在给定温度下,当保温时间延长至7h后,过渡相AlTi2基本消失,全部为亚稳相Al3Ti,挤压块的晶粒尺寸增大,但仍在微米尺度范围.     

2024/7075异种铝合金搅拌摩擦焊的晶体取向演化

使用光学显微镜、电子背散射衍射（EBSD）对比研究了2024/7075异种铝合金搅拌摩擦焊（FSW）接头及母材的组织特征、晶界特征和织构的演化.结果表明,后退侧热力影响区晶粒的小角度晶界含量较母材明显增大而前进侧热力影响区晶粒的小角度晶界含量与母材相比没有明显变化,焊核区发生了动态再结晶,大角度晶界含量明显增加.后退侧2024铝合金为弱取向组织,前进侧7075铝合金母材、热影响区以及热机影响区具有较强的S织构{123}<634>、黄铜织构{011}<211>和R织构{124}<211>,焊核区为等轴再结晶晶粒,没有明显的择优取向.     

取向硅钢初次再结晶组织结构的研究

研究了取向硅钢在初次再结晶过程中的组织和结构变化,包括晶粒长大情况、取向差、重合位置点阵(CSL)及织构的变化。研究表明,820℃盐浴再结晶退火3 s时即完成再结晶,随即发生晶粒长大。在初次再结晶的开始阶段,主要织构是{111}112、{100}110和弱的高斯织构;随着退火时间增加,{100}110织构和高斯织构逐渐减弱,{111}112织构先增强后减弱,并向{111}110和{111}231转化,退火3 min以后出现的{012}001织构是一种促进二次再结晶发展并最终有利于提高二次再结晶磁感和降低铁损的织构。退火时间增加到3 min以后,CSL的∑3晶界比例增加。退火时间增加到30 min时,CSL的∑1晶界比例增加,同时,小角度晶界比例提高,大角度晶界减少。     

铸态42CrMo钢热变形及正火过程中微织构演化

在Gleeble-3500热力模拟机上对铸态42Cr Mo中碳低合金钢进行热压缩实验,利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)以及电子背散射衍射(EBSD)技术分析热变形和880℃/2 h正火后的组织与微织构。实验结果表明:变形条件为1000℃/0.1 s-1时,在形变带和三叉晶界处新生再结晶晶粒,平均晶粒直径小;沿着001//ND分布旋转立方织构和立方织构;880℃/2 h正火过程中晶粒发生长大,晶粒内弥散分布碳化物颗粒,主要发生回复和静态再结晶,织构类型为立方织构和高斯织构。在1100℃/0.1 s-1条件下,晶粒尺寸较大,组织均匀,再结晶充分,大角度晶界占三分之二;织构组态为{001}110织构和沿着ξ-取向线的{110}112织构;正火后碳化物含量增加,珠光体片层间距减小,组织演变机制为高温回复与亚动态再结晶,织构类型表现为{110}112取向密度减小,旋转立方织构取向密度增大。     

铸态42CrMo钢热变形及正火过程中微织构演化北大核心CSCD

在Gleeble-3500热力模拟机上对铸态42Cr Mo中碳低合金钢进行热压缩实验,利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)以及电子背散射衍射(EBSD)技术分析热变形和880℃/2 h正火后的组织与微织构。实验结果表明:变形条件为1000℃/0.1 s-1时,在形变带和三叉晶界处新生再结晶晶粒,平均晶粒直径小;沿着<001>//ND分布旋转立方织构和立方织构;880℃/2 h正火过程中晶粒发生长大,晶粒内弥散分布碳化物颗粒,主要发生回复和静态再结晶,织构类型为立方织构和高斯织构。在1100℃/0.1 s-1条件下,晶粒尺寸较大,组织均匀,再结晶充分,大角度晶界占三分之二;织构组态为{001}<110>织构和沿着ξ-取向线的{110}<112>织构;正火后碳化物含量增加,珠光体片层间距减小,组织演变机制为高温回复与亚动态再结晶,织构类型表现为{110}<112>取向密度减小,旋转立方织构取向密度增大。     

退火工艺对电铸铜组织和织构的影响

采用SEM和EBSD研究了电铸铜在不同温度退火后的微观组织、晶粒取向以及特殊晶界的变化规律。结果表明:电铸铜退火前组织细小,平均晶粒尺寸约为2μm,随退火温度的升高,晶粒逐渐增大,650℃退火后,平均晶粒尺寸达到9.6μm;电铸铜主要存在{110}、{001}、{111}三种织构,{110}织构组分含量最多,退火处理有利于形成{001}织构,随退火温度的升高,{110}、{111}织构逐渐减少;电铸铜中存在大量分布取向差为60°的∑3共格孪晶界,电铸完成后,{001}晶粒相对较大,并且周围∑3晶界较少;较低温度退火时,{001}晶粒由于自身晶粒之间晶界易迁移而长大,在650℃退火时,大尺寸的{001}取向晶粒吞并周围其它取向晶粒而长大。     

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。     

TWIP钢退火织构与晶界特征

利用电子背散射衍射技术,研究了Fe-25Mn-2.5Si-2Al孪品诱发塑性钢(TWIP钢)冷轧变形后退火再结晶微观组织的晶界特征、晶粒取向差和织构,分析了不同退火温度对晶界特征和织构的影响.结果表明:随着退火温度的升高,TWIP钢中∑1CSL晶界含量减少,∑3CSL晶界含量增加;α-取向线密度呈下降的趋势,β-取向线密度总体上升;G{011}＜100＞取向强度呈下降趋势,而B{011}＜211＞、S{123}＜634＞、Cu{112}＜111＞等取向强度呈上升趋势.     

搅拌摩擦焊焊接5083铝合金板材焊核区的晶体取向

采用搅拌摩擦焊焊接了5083铝合金板材,借助电子背散射衍射技术和取向成像分析软件,对比性地分析了母材和焊核区的晶粒形貌、取向差分布、织构组分及取向分布函数,分析了焊核区晶体取向的变化.结果表明,在热-力作用下,焊核区发生动态再结晶,显示等轴晶粒形貌,平均晶粒尺寸约为15.8μm,同时大角度晶界比例明显增加.母材的黄铜织构B{011} <211> 和S织构{123} <634> 的比例分别达到30.6%和13.6%以上;搅拌摩擦焊后,焊核区的B织构和S织构的比例分别降至4%和1.8%,原位再结晶形成的R{124} <211> 织构组分约为7.7%,焊核区其它常见面心立方金属织构组分的比例均低于8%,意味着焊核区由强取向组织转变为弱取向组织.     

超塑Al-Mg-Li合金的显微组织与织构特性

采用一种新型形变热处理方法制备细晶Al-Mg-Li合金板材,研究静态再结晶退火对合金板材晶粒组织及超塑变形行为的影响。结果表明,晶粒尺寸、形状和织构的分布沿板材法向方向存在明显不同;表面层的晶粒组织细小、等轴,含有旋转cubeND{001}（310）取向;中心层具有粗大、长条状晶粒,含有a取向线的织构组分。随着再结晶温度的升高,整个板材的晶粒尺寸长大,中心层晶粒纵横比减小,表面层织构强化而中心层织构弱化,超塑性伸长率下降。升高再结晶温度导致整个板材内的旋转cubeND{001}（310）织构组分强化而a取向线的织构弱化。分析了不同温度下再结晶织构的形成机制。     

2099铝锂合金搅拌摩擦焊接头的微观组织

通过显微硬度测试、金相观察、EBSD和透射电镜观察等手段研究T83态2099铝锂合金挤压型材搅拌摩擦焊(FSW)焊缝的微观组织和硬度分布。结果表明:基材呈部分再结晶组织,主要析出相为T1相和δ′相,存在{112}111铜型、S织构和立方织构。焊接区域的晶粒尺寸均小于基材,且该区域在焊接过程中基材的原有析出相发生溶解后重新析出细小的δ′相。焊缝区的硬度由于晶粒尺寸和析出相的变化整体下降,呈W型分布,热机械影响区的硬度最低。热机械影响区和热影响区分别以{112}110织构和{112}111铜型织构为主,且都存在较弱的{001}120再结晶织构。焊核区发生动态再结晶,存在大量旋转立方织构。     

ER50-6焊丝钢拉拔过程中轴向铁素体织构演变

采用DIL805A热膨胀仪研究了ER50-6焊丝钢的奥氏体连续冷却转变曲线(CCT曲线),并利用EBSD技术分析比较了五种拉拔变形量下沿轴向铁素体织构的演变规律及各织构组分变化情况。结果表明,ER50-6焊丝钢的相变点温度分别为Ac 1=732℃,Ac3=865℃,在现场实际冷却速度情况下ER50-6焊丝钢是由"铁素体(F)+珠光体(P)+贝氏体(B)"三相组成,随着拉拔变形量的增加,铁素体晶粒沿轴向发生转动,立方{100}001取向和旋转立方{100}011为较为稳定的取向,在形变过程中基本维持了晶粒的形状和百分含量;{111}面上的{111}1 10,{111}11 2及{110}1 10取向随着拉拔变形量的增加织构组分随之增加。各拉拔道次样品相邻晶粒间取向差主体为0°~5°之间的小角度晶界,随着拉拔道次的增加,相邻晶粒晶界间取向差角分布基本维持不变,非相邻晶粒间取向差主要分布在45°~50°范围之内,随着拉拔道次的增加非相邻晶粒间取向差分布逐渐向更大角度过渡。     

典型元素对无取向硅钢再结晶织构的影响规律

通过对3种不同成分的无取向硅钢退火板进行微观组织观察以及分别使用XRD和EBSD进行宏观织构和微观织构观察,研究了3种典型元素对无取向硅钢组织和再结晶织构的影响。结果表明:无取向硅钢再结晶组织对其磁性能有影响,晶粒尺寸越大,无取向硅钢的磁性能越好,1.35Si-0.25Mn-0.28Al的再结晶平均晶粒尺寸达51.6μm,铁损值达3.577 W/kg。Si和Al元素有利于平均晶粒尺寸的增大,Mn含量的提高有利于减少夹杂物对晶粒长大的限制。无取向硅钢再结晶织构主要由强的γ织构(特别是{111}112织构)和弱的立方织构以及高斯织构等组成。有利织构中,立方{100}001织构和旋转{100}011立方织构含量较高,1.35Si-0.25Mn-0.28Al钢中立方织构含量达8.2%,1.33Si-0.17Mn钢中旋转立方含量达7.8%,有利织构含量越高,磁感应强度值越大,1.35Si-0.25Mn-0.28Al钢的磁感应强度达1.739 T。铜型{112}111织构和黄铜{110}112织构组分含量较低,1.33Si-0.17Mn钢在退火样品中黄铜织构最多,其比例仅为1.4%。无取向硅钢的化学成分对织构组成有影响,Al和Si含量的增加有利于{111}121织构和立方织构组分的增加、不利于{111}110组分和高斯织构增加,在1.35Si-0.25Mn-0.28Al钢中{111}121织构的含量达44.3%而{111}110织构含量为17.2%,高斯织构含量仅为1.2%。Mn的含量一定程度上有利于增加无取向硅钢中旋转立方织构的含量。     

基于旋转摩擦挤压法制备CNTs/Al复合材料的显微组织

采用旋转摩擦挤压法制备CNTs/2024Al复合材料,并利用电子背散射衍射技术对复合材料的晶体取向、晶粒尺寸、取向差分布和织构进行分析。结果表明:铝基材的组织为粗大的板条状,其平均晶粒尺寸为48.67μm,大角度晶界含量为24.4%;经RFE加工后,铝基材变为动态再结晶后的细小等轴晶,平均晶粒尺寸减小为3.22μm,大角度晶界含量增加至63.9%。当CNTs含量增加至5%时,CNTs/2024Al复合材料平均晶粒尺寸减小至1.97μm,大角度晶界含量增加至82.7%,CNTs的加入阻止复合材料的晶粒长大。经RFE加工后,铝基材的最大极密度由10.8降低为4.18,轧制织构强度减弱;CNTs的加入对复合材料的织构强度具有弱化作用。     

铁素体区轧制Ti和Ti+Nb超低碳BH钢实验研究

进行了Ti和Ti+Nb超低碳BH钢的铁素体区热轧以及冷轧、退火实验。结果表明,两种超低碳BH钢铁素体区热轧后纵截面晶粒均明显拉长成纤维状,接近冷轧态组织,只有少量等轴晶粒。经后续冷轧和高温盐浴连续退火后均发生了再结晶,形成了等轴铁素体晶粒。两种超低碳BH钢的热轧、冷轧和退火织构均在{111}<121>和{111}<112>处具有峰值,Ti-ULC-BH钢退火板纤维织构组分在{111}<112>处强度最大为16,Ti+Nb-ULC-BH钢退火板纤维织构组分在{111}<121>处强度最大为11,这与反映深冲性能的r值高低相一致。EBSD微观取向分析结果表明,两种超低碳BH钢退火板的铁素体晶粒间微观取向主要是以大角度晶界(>15°)为主,晶界取向差均主要分布在25°～60°;Ti-ULC-BH钢退火板织构中<111>织构占到了75.7%;Ti+Nb-ULC-BH钢退火板织构中<111>织构占60.5%。     

形变退火后铁素体不锈钢的晶界组成及腐蚀特性

采用电子背散射和SEM技术研究了经85％冷轧的铁索体不锈钢在1000℃退火过程中晶粒组织、取向织构和晶界取向差的变化规律以及晶界的腐蚀特性.结果表明,退火初期晶粒长大不显著;当退火时间达到2h时,晶粒长大,平均晶粒尺寸达到65 μm,同时晶粒的{100} 织构明显增强,由此导致的小角度晶界比例提高.晶界腐蚀实验表明,小角度晶界具有较高的晶界腐蚀抗力.     

3104铝合金固溶及时效处理后的冷轧织构

应用取向分布函数（ODF）研究了3104铝合金经不同温度固溶及时效处理后的冷轧织构组态。结果表明：经固溶时效处理后其冷轧织构中存在强度较高的旋转立方织构v{001}〈110〉组分,此外也含有一定强度的c{112}〈111〉、B{110}〈112〉和S{123}〈634〉织构组分,明显不同于未经固溶时效直接冷轧样品的织构组态特征。可能的原因是经固溶和时效处理后溶质原子和析出相粒子形态和数量的变化,它们在变形过程阻碍了位错滑移,使晶粒转动受阻,进而使不稳定取向旋转立方织构被不同程度的保留下来;此外,固溶温度越高,冷轧样品中不稳定取向旋转立方织构组分取向密度越小,时效温度对后继冷轧织构的影响也应归结为析出相粒子在变形过程中对位错滑移的阻碍,进而影响晶粒转动。