轧制工艺对N36锆合金带材微观结构的影响

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电子背散射衍射(EBSD)等方法,对不同轧制工艺制备的N36锆合金带材中的第二相、晶粒尺寸和微观织构进行了研究。结果表明,锆合金带材中织构主要以{0001}$\bar{1}2\bar{1}0$和{0001}$01\bar{1}0$两类基面织构为主,第二相粒子主要为HCP型Zr(Nb, Fe)₂粒子。在热轧总变形量一致的情况下,热轧工艺道次变形量的变化对最终带材的晶粒尺寸和微观织构影响不大,但是对第二相粒子的尺寸有很大影响。热轧过程第一道次变形量越大,最终带材中第二相粒子尺寸越小。在热轧过程中,换向轧制会影响最终带材的织构组成,也会促进锆晶粒的[0001]轴平行于带材的ND方向;同时在带材的轧面(RD-TD 面)上,晶粒的取向性减弱,晶粒取向更加随机。终轧过程中的变形量增大,会使最终带材的晶粒尺寸减小,再结晶程度提高,使得最终带材中{0001}$\bar{1}2\bar{1}0$织构增强,而{0001}$01\bar{1}0$织构减弱。     

退火对新型锆合金组织与性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和万能试验机等,研究真空退火对新型Zr-Nb-O-Cu锆合金微观组织与力学性能的影响。结果表明:在580℃、3 h退火条件下,合金的平均晶粒尺寸为2.5μm,晶粒为等轴晶,退火前后均存在{0001}á1010?和{0001}á1120?两种织构,但基面织构强度有所降低。第二相颗粒在晶内和晶界呈弥散分布,为体心立方(BCC)结构的β-Nb相与密排六方(HCP)结构的Zr-Nb-Fe相,尺寸集中在30~150 nm之间。相对于原材,退火后合金沿轧制方向(RD)和垂直方向(TD)的屈服强度(σs)及抗拉强度(σb)均下降,试样均韧性断裂。3个方向的应变硬化指数(n)与塑性应变比(r)差异明显。晶粒与第二相的尺寸、织构等因素对力学性能有重要影响。     

退火对Zr-Sn-Nb-Fe-Si新锆合金薄板带材组织性能的影响

针对锆合金带材冲压成形时易破裂的问题，研究了再结晶退火对Zr-Sn-Nb-Fe-Si新锆合金薄板带材组织性能的影响。结果表明，随着退火温度的升高，新锆合金薄板带材的最大减薄率减小;第二相颗粒弥散分布于新锆合金晶粒内部及晶界，其形貌基本为球状，尺寸较大第二相为Zr(NbFe)₂，较小为β-Nb;新锆合金带材具有■两类织构，其中■取向的晶粒与形变基体的取向差为30°/<0001>。随着再结晶退火温度的升高，第二相颗粒产生的钉扎作用不能阻碍锆合金重合点阵∑13晶界的快速迁移，导致■取向的再结晶晶粒择优长大，吞并形变基体，小角度晶界占比降低，大角度晶界占比升高，造成再结晶织构由■转变为■，改善晶粒变形的均匀性，提高带材冲压时塑性变形的均匀程度，因此再结晶退火有利于改善新锆合金薄板带材的冲压成形性能。     

冷变形N18合金再结晶过程中的织构演变

采用电子背散射衍射技术(EBSD),对30%冷轧变形量的N18锆合金在530 ℃再结晶退火过程中轧面(RD-TD)和切面(RD-ND)的显微组织和织构进行了表征和分析。对于轧面,初始晶粒取向是<0001>//ND,再结晶晶粒取向主要是<0001>//ND和<1210>//RD;对于切面,初始晶粒取向主要是<1010>//RD和<1210>//RD,再结晶退火后形成<1010>//ND和<1210>//ND,以及<0001>方向分布在TD极点±85°三种不同取向的晶粒;轧面上的晶粒尺寸大于切面上的晶粒尺寸,为锆合金的再加工提供了理论支撑。     

Zr-Sn-Nb合金织构与力学性能

对Zr-Sn-Nb合金带材在25、200、400℃下进行拉伸试验,采用背散射电子衍射(EBSD)技术研究了织构对锆合金力学性能的影响。结果表明,带材具有较强的{0001}基面双峰织构,[0002]基轴在TD-ND平面内,并向TD方向倾斜约30°,大晶粒多为{0001}1010和{0001}1120取向,小晶粒为{0001}1010取向。织构造成带材力学性能呈现各向异性,σ_s在TD方向最高,在RD方向最低;σ_b在RD方向最高,在45°方向最低。随着温度的升高,σ_s与σ_b都有所降低,Δσ_s与Δσ_b也随之减小,且Δσ_s较Δσ_b受温度的影响更为明显。带材的延伸率随温度升高而增大,但400℃时的延伸率较200℃时的低,晶界强度的下降以及动态应变时效是造成这种现象的主要原因。     

锆合金挤压管坯的组织及织构研究

采用XRD和EBSD技术,对不同挤压温度(650和630℃)的2种锆合金管坯的显微组织和宏观织构进行研究。结果表明,管坯内发生了动态回复和再结晶,其组织由沿挤压方向拉长的大晶粒与近似等轴的再结晶晶粒组成,管坯内再结晶晶粒的平均尺寸相近,分别为0.44和0.41μm,温度对显微组织无显著影响;挤压温度为650℃的管坯的织构主成分为<1010>纤维织构及{0001}<1010>,630℃挤压管坯的织构主成分为<1120>纤维织构及{0001}<1120>,并且后者基轴在管材横向的分布强度略高于径向分布。     

AZ91镁合金热轧退火过程中的织构演变

将具有随机初始织构的工业 AZ91镁合金在450°C 进行均匀化热处理。经热处理后,合金中出现弱的{0001}-{1010}-{1120}三重纤维织构。经400°C热轧后,合金的变形织构是典型的(0001)基面,其基极沿轧制方向分裂。在450°C 退火36 h后,其残余变形织构中的基极沿基面分布更均匀,没有出现晶粒的异常长大。     

Zr-Sn-Nb 合金织构与性能研究

对Zr-Sn-Nb合金带材在25℃、200℃、400℃下进行拉伸试验,采用背散射电子衍射技术(EBSD)研究了织构对锆合金力学性能的影响。结果表明,带材具有较强的{0001}基面双峰织构,[0002]基轴在TD-ND平面内,并向TD方向倾斜约30°,大晶粒多为{0001}< >和{0001}< >取向,小晶粒为{0001}< >取向。织构造成带材力学性能呈现各向异性,σs在TD方向最高,在RD方向最低;σb在RD方向最高,在45°方向最低。随着温度的升高,σs与σb都有所降低,Δσs与Δσb也随之减小,且Δσs较Δσb受温度的影响更为明显。带材的延伸率随温度升高而增加,但400℃时的延伸率较200℃时的低,晶界强度的下降以及动态应变时效是造成这种现象的主要原因。     

退火对热挤压Mg-5Zn-1Y合金组织及性能的影响北大核心CSCD

研究了退火处理对热挤压Mg-5 mass%Zn-1 mass%Y合金组织及性能的影响。结果表明,425℃/15 min为该合金的最佳退火工艺,完全再结晶同时避免晶粒长大,所获得晶粒尺寸仅为10μm。该条件下退火合金的抗拉强度为284.8 MPa,断后伸长率高达31.2%,较高的强度与细小再结晶晶粒及弥散分布的第二相有关;较高伸长率主要源于拉伸过程中{1012}拉伸孪生、{1011}压缩孪生以及({1012}-{1011})拉压二次孪生引起的协调变形。     

爆轰载荷下TB6钛合金组织及绝热剪切行为研究

采用电子背散射衍射技术（EBSD）研究了双相TB6钛合金在超高应变速率的爆轰载荷下绝热剪切带（ASB）中心、过渡区及基体的组织、织构演变。结果表明，爆轰后α、β相晶粒尺寸均减小，α相产生{10"1" ?2}孪晶；ASB中心区β相晶粒发生了动态再结晶，晶粒尺寸400 nm，绝大部分为大角度晶界，位错密度最低，ASB中心发生α→β相变；{10"1" ?0}⊥AD、<0001>//RD or ND、{100}<110>旋转立方存在于除了爆轰基体的所有α或β相中；{10"1" ?0}<0001>、{10"1" ?0}<11"2" ?0>织构存在于原始组织的α相中，过渡区存在{10"1" ?0}<0001>、{10"1" ?0}<11"2" ?0>、{11"2" ?0}<0001>三种织构，{100}<001>伪立方织构只存在于爆轰基体的β相中；{100}//SD是ASB组织的共同特点，<0001>//AD织构存在于爆轰基体、{11"2" ?0}//SD、<0001>//SD织构存在于ASB中心；α相的{11"2" ?0}面、<0001>取向和β相的{110}面平行于ASB，这均不是密排面和密排方向，不利于合金的机械性能。     

Zr-Sn-Nb新型锆合金板材加工过程中不均匀组织与织构演变

利用XRD,SEM-ECC,TEM和EBSD技术,研究了Zr-Sn-Nb系新型锆合金板材加工过程的微观组织及织构演变.结果表明,β相淬火得到的随机织构经热轧后形成沿横向倾斜的基面织构,随后的加工过程均保留该织构;热轧及两次冷轧后的基面织构都为〈1010〉方向平行于轧向(〈1010〉//RD),而退火后转变为〈1210〉方向平行于轧向(〈1210〉//RD).淬火形成的网状魏氏组织经热轧转变为不均匀形变组织,两次冷轧使组织的不均匀性更显著,最终退火得到完全再结晶组织;轧制形成的难变形晶粒多为晶粒C轴平行于轧板法向(C//ND)的取向;最终退火板材的大晶粒多为〈1210〉//RD的基面织构,小晶粒则以〈1010〉//RD为主.结合锆合金的变形及再结晶机制对轧制时产生的不均匀组织及再结晶过程的织构转变进行了分析.     

Effects of annealing treatments on forming performance of zirconium alloys

The effects of annealing treatments (ATs) on the microstructure of Zr?Sn?Nb alloy strips were studied. Based on the characteristics of strips for nuclear fuel assemblies, punching experiments were carried out and the formability of zirconium alloy strips was quantitatively evaluated. The results indicate that the proportions of small-angle grain boundaries of the zirconium alloy under conditions of annealing treatment at 580 °C (AT I) and annealing treatment at 620 °C (AT II) are 14.3% and 23.2%, respectively, while that of the as-received material is 12.4%. And the forming limit margin fields of the zirconium alloy under AT I can reach 0.43%, while the values of the as-received material and the AT II are ?0.35% and ?2.8%, respectively. The annealing process affects the evolution process of the strip recrystallization texture and the grain size. Moreover, the total texture and pole density are closely related to the degree of anisotropy of the strip. Besides, the small-angle grain boundary affects the strain path and crack expansion of the necking unit during the strip punching process, while the grain size affects the hardening exponent of the material.     

Zr-Sn-Nb-Fe锆合金板材轧制及热处理过程中的晶粒组织演变

采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析研究了Zr-Sn-Nb-Fe锆合金板材在热轧及退火→中间冷轧及退火→成品轧制及退火的全工艺流程中晶粒组织的演变规律。结果表明,热轧后合金组织沿轧制方向呈带状分布,晶粒粗大并破碎变形;中间冷轧和成品轧制后合金为沿轧制方向带状分布的细小形变组织,合金组织明显细化;中间退火和成品退火后合金中晶粒再结晶程度较热轧退火时明显提高,晶粒取向差逐渐向正态分布变化,晶粒组织也逐渐均匀化和细化,最终获得细小、均匀分布的完全再结晶晶粒组织,晶粒度12级。     

Zr-sn-Nb新型锆合金板材加工过程中不均匀组织与织构演变

利用XRD,SEM-ECC,TEM和EBSD技术,研究了Zr-Sn-Nb系新型锆合金板材加工过程的微观组织及织构演变.结果表明,β相淬火得到的随机织构经热轧后形成沿横向倾斜的基面织构,随后的加工过程均保留该织构;热轧及两次冷轧后的基面织构都为(1010)方向平行于轧向((1010)∥RD),而退火后转变为(1210)方向平行于轧向((1210)∥RD).淬火形成的网状魏氏组织经热轧转变为不均匀形变组织,两次冷轧使组织的不均匀性更显著,最终退火得到完全再结晶组织;轧制形成的难变形晶粒多为晶粒C轴平行于轧板法向(C∥ND)的取向;最终退火板材的大晶粒多为(1210)∥RD的基面织构,小晶粒则以(1010)∥RD为主.结合锆合金的变形及再结晶机制对轧制时产生的不均匀组织及再结晶过程的织构转变进行了分析.     

热加工对NZ2锆合金在400 ℃过热水蒸气中吸氢行为的影响

通过研究在相同加工率的条件下,不同热轧温度对锆合金第二相粒子的影响,来选择最优的加工工艺。实验采用NZ2锆合金,参照NZ2合金工业规模铸锭板材的加工工艺参数,选取热轧温度分别为800、700、650、610 ℃制得厚1.4 mm的板材样品,进行400 ℃,10.3 MPa过热蒸气腐蚀,在不同时间取样测其氢含量。通过金相,扫描电镜及透射电镜观察合金中第二相的分布、种类。结果表明,选择合适的热轧温度可以得到均匀、细小,弥散分布的第二相,进而制备出具有更高耐腐蚀性能且吸氢量较少的锆合金。     

中间退火前后冷轧变形量对3003铝合金阴极箔比电容的影响

采用扫描电镜及能谱仪,透射电镜和比电容检测等方法研究了中间退火前后冷轧变形量对3003铝合金阴极箔第二相分布及比电容的影响.结果表明:随着最终冷变形程度的增加,位错密度增大,从而比电容值显著提高;最终冷轧变形量为90%时,比电容达到最大值,继续增加冷轧变形量,比电容值反而下降;但对于最终冷轧变形量95%的箔材,由于中间退火前冷轧变形量较低,使得退火过程中析出的弥散第二相数目减少,最终导致成品箔中的腐蚀位置减少,比电容降低.     

退火过程中无取向电工钢的晶粒长大行为及磁性能演变

对Fe-3%Si无取向电工钢冷轧板进行不同时间的退火处理,利用光学显微镜、EBSD等研究了退火过程的晶粒长大行为及其对磁性能的影响。结果表明,随着退火时间的增加,退火板中Goss以及γ织构晶粒占比降低,{114}<841>以及{001}<120>织构晶粒占比增大。在退火时间低于20 s时,退火织构以强γ和Goss织构为主。退火时间为60 s时,{001}<120>织构晶粒长大速率急剧增大,平均晶粒尺寸达到约105 μm。退火时间达到240 s时,退火织构以强{001}<120>以及{114}<841>织构为主。退火时间为30～60 s时轧向及横向磁感值迅速增大,60 s时轧向磁感达到最大值1.74 T,120 s时横向磁感达到最大值1.67 T,之后随着退火时间增加而轻微降低,并分别稳定在1.72 T和1.66 T左右。退火板45°方向磁感值先升高后降低,20 s时达到最大值1.67 T。各方向的铁损值均随退火时间的增加而降低,且磁各向异性逐渐减小。     

再结晶退火对Mg-1.5Y板材组织、织构及性能的影响

利用十字交叉轧制工艺制备了Mg-1.5Y合金板材,研究了再结晶退火(475℃/15min)对其微观组织、宏观织构、力学性能及成形性能的影响。结果表明,退火促使轧制板材发生强烈的静态再结晶,形成均匀的等轴晶组织。轧制态板材呈现出近圆形-双峰织构分布特征,(0002)面极点由法向(ND)向轧制方向2(RD2)倾转大约±20o;再结晶退火后,基面极点沿轧制交角方向发生劈裂,形成蝴蝶状-多峰弱织构分布特征,且晶粒取向更加随机化,最大极密度由轧制态的5.0降低至2.8。退火态板材的断后伸长率、杯突值分别达到30.5%、4.4mm,相对于轧制态分别提高了63%、42%。