不同应变速率热变形双相不锈钢的取向特征

在MMS-200热模拟实验机上,对S32750超级双相不锈钢在1 000℃,应变速率为0.01～10 s-1的条件下进行了高温压缩实验,利用电子背散射衍射(EBSD)技术对其晶体取向和晶界特征进行了分析.研究结果表明:在低应变速率时,铁素体晶粒出现〈111〉∥压缩轴织构;在高应变速率时,〈001〉织构又明显增加.铁素体晶粒随着应变速率的增加变得细小,而小角度晶界数量增加;在应变速率为10 s-1时,形变后奥氏体晶粒得到了〈110〉织构.应变速率的增加使奥氏体晶粒变大,小角度晶界数量增加.奥氏体相在小应变速率条件下变形可以获得更多的Σ3孪晶界.     

高锰TWIP钢拉伸时织构演变和孪生弱化织构的作用

研究室温下锰的质量分数分别为26％和30％的两种晶粒较粗大的TWIP钢拉断过程中织构的演变规律及孪生弱化〈111〉织构的作用.结果表明,TWIP钢拉伸时形成较强的〈111〉织构,也形成由〈111〉取向晶粒的不同孪晶产生的接近〈100〉的弱织构,从而孪生弱化了〈111〉拉伸织构.粗的奥氏体晶粒促进孪生,从而加速〈111〉织构的弱化.拉伸过程中〈111〉取向的晶粒有利于形变孪生,〈100〉取向的晶粒不利于孪生.锰含量较低的26Mn钢出现少量的形变诱发ε-M,由于ε-M主要从〈111〉取向的形变孪晶内形成,因此也出现择优取向,形成倾转的基面织构,弱化了〈111〉织构.     

拉伸轴与孪晶界角度对纳米孪晶材料变形行为的影响

基于纳米孪晶材料独特的微结构及其内部变形机制,建立了相交于孪晶界剪切变形和平行于孪晶界剪切变形的几何模型,采用有限元模拟的方法分析拉伸轴与孪晶界角度对纳米孪晶材料变形行为的影响。等效塑性应变演化过程表明:即使是相邻的晶粒,它们的应变分布也有很大不同,这都是因为拉伸轴与孪晶界角度的影响。通过合理调整角度,可以有效地延迟剪切带的出现。但是随着孪晶片层厚度的减小,角度的影响越来越薄弱。     

薄带连铸取向硅钢的热轧孪生行为

薄带连铸流程下取向硅钢粗大λ晶粒(〈100〉//ND,normal direction)的“遗传”会导致磁性能恶化.为解决这一问题,针对取向硅钢的热轧孪生行为开展研究,结果表明:凝固组织粗大的取向硅钢在650℃热轧时可产生大量112〈111〉形变孪晶,这与具有高层错能的硅钢在较高温度下难以孪生变形的传统认知不同.热轧过程中复杂的应力状态降低了变形孪晶的取向依赖性,由于具有更高的储存能,孪晶界/孪晶界及孪晶界/晶界交叉点成为再结晶形核的优先位置,大大提高了常化过程中的再结晶率,受沿孪晶界应变分布及孪晶间距离的限制,沿孪晶界形核的再结晶晶粒通常呈“饼状”,最终形成以细小且取向漫散的再结晶晶粒为主的常化组织,消除了初始凝固组织中有害的粗大λ晶粒.     

Fe-6.5%Si合金温轧后退火过程中再结晶行为

用电子背散射技术观察了700℃温轧板在退火过程中的组织及织构演变以了解其再结晶行为.结果表明,温轧织构由强的(111)〈112〉、较弱的〈110〉∥RD及Goss组成,再结晶织构与之相似.〈110〉∥RD及(111)〈112〉新晶粒首先形成于与之构成小角度晶界的形变晶粒的晶界附近,而在角隅及组织不均匀区等位置孕育出与周围晶粒构成大角度晶界的晶核,择优取向不明显.退火过程中(111)〈112〉在形变组织中累积,最终转化为(111)〈112〉再结晶晶粒.分析认为,温轧后退火是不均匀组织在低储存能驱动下的再结晶过程.(112)〈110〉及(111)〈112〉形变拉长晶粒多发生连续再结晶从而退火织构与形变态相似.在角隅区形成核心进而发生不连续再结晶,核心取向的统计性及不连续晶核的长大弱化再结晶织构,其中Goss晶粒多以此方式形成于(111)〈112〉晶粒内部.     

CVD金刚石薄膜微区孪晶的研究

采用扫描电镜观察了金刚石薄膜的表面组织形貌,使用电子背散射衍射(EBSD)技术检测了金刚石薄膜中的微区孪晶界分布.从晶体取向的角度研究了孪晶对金刚石薄膜微观织构影响的机理.结果表明,金刚石薄膜中存在大量孪晶,在薄膜生长过程中孪晶界比例逐渐增加.存在高阶孪晶转变现象,高频率孪晶会影响到薄膜的织构.     

定向凝固Fe—6.5%Si合金室温三点弯曲过程中的滑移

分析了定向凝固Fe-6.5％Si合金室温三点弯曲试样中的滑移带,采用EBSD方法测定了晶界位向差和晶粒取向.结果表明,在横向试样近下表面两个位向差为29.3°的晶粒中,滑移带在{001}面上分别与〈010〉方向成25°和60.7°.经分析,这两组滑移带都不属于{110}〈111〉滑移系,而可能属于{112}〈111〉或{123}〈111〉滑移系.     

定向凝固Fe-6.5%Si合金室温三点弯曲过程中的滑移

分析了定向凝固 Fe- 6 .5 % Si合金室温三点弯曲试样中的滑移带 ,采用 EBSD方法测定了晶界位向差和晶粒取向 .结果表明 ,在横向试样近下表面两个位向差为 2 9.3°的晶粒中 ,滑移带在 { 0 0 1}面上分别与〈0 10〉方向成 2 5°和 6 0 .7°.经分析 ,这两组滑移带都不属于 { 110 }〈111〉滑移系 ,而可能属于 { 112 }〈111〉或 { 12 3}〈111〉滑移系 .     

时效温度对Fe-Ni-Cr沉淀强化合金焊缝显微组织及力学性能的影响

采用OM、SEM等手段表征不同时效处理工艺下Fe-Ni基沉淀强化奥氏体合金焊缝显微组织;采用硬度显微仪表征时效温度对焊件力学性能的影响.结果表明:焊缝区分为垂直于焊接方向的柱状晶区和焊缝中心细小的等轴晶区,柱状晶区与等轴晶区有明显的分界线.同样保温8 h,当时效温度为640℃时,焊缝柱状晶区和等轴晶区均匀分布着细小的γ′颗粒,且晶界及晶内不存在η相的析出;随着时效温度的升高,晶界及晶内逐渐析出片状η相;当时效温度达到740℃时,晶界析出大量大尺寸片状η相.同时,γ′相的数量随着η相的析出而减少,η相的析出是以牺牲γ′相为代价的.因此,时效处理的保温温度应低于740℃.显微硬度测试结果表明,时效处理后的焊件硬度得到了显著提升.     

高应变速率下钛-钢复合板界面组织特征及变形机制

在高应变速率下,钛-钢复合板不同材料以不同的变形机制协调变形,结合界面起到至关重要的作用.本文分析研究了高应变速率下钛-钢复合板的界面组织特征和变形机制.结果表明:在钢侧,随着应变速率的提高,小角度(3°~10°)晶界含量增多,织构组分{1-12}〈2-41〉逐渐演变为织构{6-65}〈38-6〉和{111}〈1-10〉.在钛侧,随着应变速率的提高,出现了明显的形变孪晶组织,三种形变孪晶如{11-21}〈1-100〉拉伸孪晶、{11-22}〈11-23〉压缩孪晶和{10-12}〈10-11〉拉伸孪晶产生的难易程度不一样,变形机制由常规的"孪生变形为主"转变为"位错滑移与孪生变形共存"的复合变形模式.在结合界面处,随着应变速率的提高,需要适应由两侧产生的不同变形抗力,才能够实现连续变形而不致使材料发生破坏,其主要的协调机制依靠结合界面及附近晶粒的滑移实现变形.     

Mechanical properties of electroformed copper layers with gradient microstructure

The electroformed copper layer with gradient microstructure was prepared using the ultrasonic technique. The microstructure of the electroformed copper layer was observed by using an optical microscope (OM) and a scanning electron microscope (SEM). The preferred orientations of the layer were characterized by X-ray diffraction (XRD). The mechanical properties were evaluated with a Vicker’s hardness tester and a tensile tester. It is found the gradient microstructure consists of two main parts: the outer part (faraway substrate) with columnar crystals and the inner part (nearby substrate) with equiaxed grains. The Cu-(220) preferred orientation increases with the increasing thickness of the copper layer. The test results show that the microhardness of the electroformed copper layer decreases with increasing grain size along the growth direction and presents a gradient distribution. The tensile strength of the outer part of the electroformed copper layer is higher than that of the inner part but at the cost of ductility. Meanwhile, the integral mechanical properties of the electroformed copper with gradient microstructure are significantly improved in comparison with the pure copper deposit.     

Microstructure and texture of electroformed copper liners of shaped charges

The microstructures of copper liners of shaped charges prepared by electroforming technique were investigated by transmission electron microscopy (TEM). Meanwhile, the orientations distributing of thegrains in the electroformed copper liners of shaped charges was examined by the electron backscattering Kikuchi pattern (EBSP) technique. TEM observations have revealed that these electroformed copper liners of shaped charges have the grain size of about 1-3μm and the grains have a preferential orientation distribution along the growth direction.EBSP analysis has demonstrated that the as-formed copper liners of shaped charges exhibit a micro-texture, i.e. one type of fiber texture, and the preferred growth direction is normal to the surface of the liners.     

薄带连铸AISI304不锈钢中铁素体行为

为了确定薄带连铸AISI304不锈钢凝固过程中残留铁素体的生成及转变行为,采用彩色金相、电解侵蚀、电子背散射衍射分析技术及X射线衍射分析等研究手段对双辊薄带连铸AISI304不锈钢凝固组织及残留铁素体特征进行了研究.结果表明AISI304不锈钢薄带的凝固组织由表层胞状晶区、中间柱状晶区和中心等轴晶区三部分组成.薄带表层胞状晶区内残留铁素体呈棒状,柱状晶区的残留铁素体形态为鱼骨状,中心等轴晶区的残留铁素体呈弯曲的树枝状;薄带的表层胞状晶区残留铁素体的质量分数为4.6%～6.6%,柱状晶区内的残留铁素体质量分数为3.6%～3.7%,中心等轴晶区内的残留铁素体质量分数为11.27%～11.34%;残留铁素体沿着厚度方向呈现"W"状分布.     

相场法研究初始微结构对晶粒长大的影响

【目的】研究不同初始微结构对晶粒长大过程及生长动力学的影响。【方法】采用相场法(Phase Field)模拟二维多晶材料中正常晶粒长大及初态分别为柱状和梯度微结构的晶粒长大过程。【结果】正常晶粒长大的相对晶粒尺寸分布具有时间不变性的特点;柱状微结构的长宽比和梯度微结构的梯度指数均直接影响晶粒长大动力学,这两种初始微结构在演化过程中均向均匀等轴微结构转变。【结论】晶粒长大是大晶粒不断吞噬相邻小晶粒的过程;晶界曲率对晶粒长大过程有显著影响,曲率越大,晶粒长大越快。     

Microstructure and strengthening parameters of ultra-thin hot strip of low carbon steel

The microstructure and precipitation mechanism of ultra-thinhot strip produced by CSP technology were analyzed by electron back scattered diffraction (EBSD), H-800 transmission electron microscope (TEM) and thermodynamics theory. The EBSD results show that the finishing hot rolling microstructures are mixture of recrystallized and deformed austenite. After phase transformation, ferrite grains embody substructures and dislocations that led ultra-thin hot strip high strength and relatively low elongation rate. TEM observations show that there are a lot of fine and dispersive precipitates in microstructures. Most of aluminium nitrides are in grains, while coexisted precipitates of MnS along grain boundaries. Coexisted precipitates compose cation-vacancy type oxides such as Al₂O₃ in the core, while MnS at the fringe of surface. At the same time, reasons for microstructure refinement and strengthening effect were investigated.     

双辊薄带凝固组织中晶粒三维尺寸的表征

双辊薄带凝固组织中柱状晶粒和等轴晶粒的尺寸大小对薄带的性能和行为有非常重要的影响,在薄带铸造过程中由于晶粒的生长具有三维特征,采用传统表征方法无法实现对薄带凝固组织中晶粒三维尺寸大小的表征,本文运用定量金相和概率论知识,在对晶粒形状作出合理假设的基础上,建立了双辊薄带凝固组织中柱状晶粒和等轴晶粒三维尺寸的表征表达式,实现了柱状晶粒等轴晶粒三维生长特征的定量描述。     

Dynamic recrystallization of electroformed copper liners of shaped charges in high-strain-rate plastic deformation

The microstructures in the electroformed copper liners of shaped charges after high-strain-rate plastic deformation were investigated by transmission electron microscopy (TEM). Meanwhile, the orientation distribution of the grains in the recovered slug was examined by the electron backscattering Kikuchi pattern (EBSP) technique. EBSP analysis illustrated that unlike the as-formed electroformed copper linersof shaped charges the grain orientations in the recovered slug are distributed along randomly all the directions after undergoing heavily strain deformation at high-strain rate. Optical microscopy shows a typical recrystallization structure, and TEM examination reveals dislocation cells existed in the thin foil specimen. These results indicate that dynamic recovery and recrystallization occur during this plastic deformation process, and the associated deformation temperature is considered to be higher than 0.6 times the melting point of copper.     

取向硅钢常化过程析出物和组织演变规律

使用透射电镜(TEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)对取向硅钢热轧板常化过程中析出物和组织的变化进行了研究。结果表明,热轧及常化过程中都有大量细小的析出物析出,其中热轧板中主要是MnS和少量MnS与AlN的复合析出物;常化板中主要是AlN和少量MnS与AlN的复合析出物;且常化板中析出物数量比热轧板中析出物的数量高1~2个数量级,平均尺寸减小约16nm。热轧板的组织沿着厚度方向存在较大不均匀性,高斯织构主要存在于热轧板次表层的变形组织中,且强度约为2;常化热处理后试样厚度方向组织的均匀性变大且次表层可以得到细小均匀的晶粒组织,高斯织构依然存在于试样次表层但强度减小约为0.8。     

CSP工艺生产硼微合金化SPHD板的组织性能

以CSP流程生产的含B和无B的SPHD冷轧基板为实验材料,运用拉伸实验、金相观察、SEM、TEM和EBSD手段,对比分析了两种钢的力学性能、组织、析出物、位错密度和晶体学取向的变化. 研究表明:微合金元素B的加入明显使SPHD冷轧基板的铁素体晶粒粗大化,钢中有粗大的析出相粒子产生,且位错密度下降,从而引起屈服强度的降低. 采用背电子散射EBSD技术分析了无B和含B钢的晶体学取向,其取向主要为大角度晶界,且无B钢中存在着大量的亚晶.     

连铸坯凝固晶粒生长的元胞自动机模型

首次将元胞自动机(Cellular Automata, CA)方法和有限差分法结合起来,建立了连铸坯凝固时内部等轴晶和柱状晶的随机形核和晶粒生长模型。结合某钢厂实际生产情况,对实际工况下连铸坯凝固组织进行模拟,再现了连铸坯内部组织的演变规律,发现晶粒呈现等轴晶〖XC半字线.tif,JZ〗柱状晶〖XC半字线.tif,JZ〗等轴晶的转变,以及不同工艺制度下3个晶层的厚度情况,表面激冷层和中心等轴晶层厚度随拉速增加而减小,随下钢水过热度降低而增大,但柱状晶层厚度却随拉速和钢水过热度的增加而增加。仿真结果对晶粒的随机形核、晶粒的择优生长、竞争生长以及晶粒的随机取向都有比较好的体现。