690合金原始晶粒尺寸对晶界工程处理后晶界网络的影响

利用电子背散射衍射(EBSD)和取向成像显微分析技术(OIM)研究了690合金原始晶粒尺寸对晶界工程(GBE)处理后晶界特征分布(GBCD)的影响.结果表明,原始晶粒尺寸对GBE处理提高低∑CSL晶界比例及控制晶界网络分布有明显的影响.在最终退火工艺相同时,根据不同的原始晶粒尺寸,在GBE处理中需要采用不同的冷变形量,才能够获得最佳的晶界网络分布.可以利用参数晶粒平均应变量来表达原始晶粒尺寸和冷变形量共同影响GBE处理效果的综合作用.     

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。     

高纯铝的晶界特征分布研究

利用背散射电子衍射花样（EBSD）,分析了冷轧变形量、退火温度和保温时间对高纯铝晶界特征分布的影响,并探讨了纯铝的变形再结晶行为与低∑重位点阵晶界（Coincidence Site Lattice,简称CSL）大量形成之间的内在联系.结果表明,变形量20%的试样在360 ℃退火时低∑-CSL晶界比例达到了44.2%,与低层错能金属相比,铝的∑3^n晶界比例较低,其他低∑-CSL晶界比例较高.不同变形量试样的∑3^n晶界比例在再结晶温度退火取得最大值,升高退火温度或延长保温时间,晶粒都将发生长大,一般大角度晶界的迁移会吞并已有的低∑-CSL晶界,造成∑3^n晶界和低∑-CSL晶界比例都有所下降.     

金属材料晶界特征分布（GBCD）优化研究进展

总结了基于退火孪晶的金属材料晶界特征分布（GBCD）优化研究进展，并重点讨论了退火孪晶诱发GBCD优化的“∑3再激发”模型、“高∑-CSL晶界分解反应”模型和“非共格∑3晶界迁移与反应”模型。指出“非共格∑3晶界的迁移与反应”应是基于退火孪晶的中低层错能金属材料GBCD优化的微观机制；进一步研究非共格∑3晶界的成因及其在GBCD优化过程中的行为是十分必要的。     

不同温度轧制Pb-Ca-Sn-Al合金高温退火后的晶界特征分布

采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了不同温度轧制的Pb-0.09Ca-1.5Sn-0.026Al(质量分数,%)合金经后续270℃/10 min退火后的晶界特征分布(GBCD).结果表明:经室温和液氮(-196℃)轧制的样品中出现了比较多的∑3,∑9和∑27特殊晶界,∑3晶界比例超过了60%,(∑9 ∑27)晶界比例超过了12%,并且特殊晶界有效地阻断了一般大角度晶界的网络连通性,表明合金的GBCD被优化;在100℃轧制的样品中特殊晶界比例较少,∑3晶界比例在30%左右,(∑9 ∑27)晶界比例在3%左右,特殊晶界小能有效地阻断一般大角度晶界的网络连通性,合金的GBCD没有被优化.通过基于EBSD的单一截面迹线法对共格和非共格∑3晶界进行了区分测定,显示被优化的晶界特征分布中,非共格∑3晶界是主要部分.     

316不锈钢的晶界分布研究

利用背散射电子衍射花样（EBSD）分析冷轧变形量及热处理工艺对316不锈钢晶界特征分布的影响.结果表明,微量变形（5%）的试样在 1050℃热处理30min,低Σ-CSL晶界比例可提高到83.8%,且Σ3n晶界比例占总体低Σ-CSL晶界比例的93.6%.在低Σ-CSL晶界比例较高的试样的OIM图中,存在Σ3-Σ9-Σ3和Σ3-Σ9-Σ27三叉晶界角,该种晶界角的三个晶粒之间存在特定的取向关系.低Σ-CSL晶界的比例主要受晶粒的形核和晶界迁移的影响,与晶粒大小并没有直接的关系.     

Cr含量对亚微晶WC-10%Co硬质合金WC/WC晶界分布的影响

本研究通过SEM、EBSD等表征手段分析了0、0.5%（质量分数,下同）、1%的Cr含量对WC-10%Co亚微晶硬质合金中WC/WC晶界分布的影响。结果表明,不同Cr含量的合金中,都出现了占比较高的∑1、∑2、∑4、∑13 CSL晶界;随Cr含量增加,WC/WC晶界总长度增加,小角度晶界与大角度晶界占比没有明显变化;∑1和∑13晶界占比没有明显的规律性变化,可能与Cr的晶界偏聚不直接影响∑1和∑13晶界的形成有关;∑2晶界占比升高,∑4晶界占比减小,这可能是因为Cr在非∑2扭转晶界的偏聚一方面抑制了WC晶粒生长,保留了其多面特征,促进了烧结时的晶粒重排形成更多∑2晶界;另一方面,Cr含量增加,更强地抑制了WC其他方向的生长,而原始的∑2扭转晶界不受影响,在烧结驱动力的作用下晶粒合并长大,继承自研磨态晶粒团簇的∑4晶界也随着减少。Cr含量进一步增加对∑2、∑4晶界分布影响的幅度减小,则可能是因为Cr在WC/WC晶界的偏聚渐趋饱和。     

面心立方金属晶界特征分布优化的研究进展

对近年来面心立方金属晶界特征分布优化研究进行了总结,从提高低ΣCSL晶界比例的工艺方法及影响因素、低ΣCSL晶界的形成机制和低ΣCSL晶界的比例对面心立方金属性能的影响机理3个方面介绍了国内外的研究成果,对其中的一些参数和理论进行了阐述和讨论,并提出了未来面心立方金属GBCD一些亟待解决的问题。     

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。     

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。     

弯曲形变及热处理对纯镍N6焊缝晶界特征分布及腐蚀行为的影响

对纯镍N6等离子弧焊缝进行“U”形弯曲形变及热处理加工,借助电子背散射衍射（EBSD）和取向成像显微技术（OIM）对比分析Non-GBE、GBE样品晶界特征分布(GBCD)及对腐蚀行为的影响。结果表明：焊缝经“U”形弯曲形变+900℃退火10min后,低ΣCSL晶界比例提高到54.1%,并形成具有Σ3n取向关系的大尺寸晶粒团簇;退火过程中再结晶形核点增加,晶粒尺寸下降到146 um。GBE样品耐蚀性高于Non-GBE样品,GBE样品（0.2113 A·m-2）自腐蚀电流密小于Non-GBE样品（0.8138 A·m-2）,且GBE样品的容抗弧半径、阻抗模值|Z|、相位角θ均大于对应Non-GBE样品。两种样品表面均发生了点蚀,腐蚀行为概括为：腐蚀初期,C1-破坏样品表面局部区域钝化膜形成点蚀坑。随浸泡时间延长,阳极金属附近Ni2+浓度达到饱和或过饱和状态,Ni2+与膜层中结合水反应生成Ni(OH)2,部分Ni(OH)2脱水分解为NiO,组成的腐蚀产物膜沉积在样品表面,阻止Cl-穿过腐蚀产物渗透到样品表面,点蚀受到控制。     

高温退火过程中铅合金晶界特征分布的演化

应用电子背散射衍射（EBSD）和取向成像显微（OIM）技术,对经过不同形变及热处理的铅合金样品晶界特征分布（GBCD）进行了分析．研究结果表明：进行合适的冷轧后在高温（0．9正。）短时间退火,可将铅合金的低∑（∑≤29）重位点阵（CSL）晶界比例提高到70％以上．回复过程中形成∑1晶界的同时,也出现了∑3晶界,∑3晶界在再结晶的初期过程中得到发展,这是提高低∑CSL品界比例的主要原因．在低∑CSL晶界比例较高时,从OIM中很容易找到由三条CSL晶界构成的界角,该界角的三个晶粒之间存在特定的取向关系．     

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。     

低碳铝镇静钢板的再结晶组织演变和CSL特征晶界分布

对64%压下率的低碳铝镇静钢板进行不同温度保温4 h试验,利用金相显微镜、维氏硬度计和电子背散射衍射技术(EBSD)等手段,研究了其在再结晶过程中的显微组织、织构和晶界特征分布的演化规律。结果表明,490、580、610和730℃保温4 h后,试验钢分别处于回复、初始再结晶、完全再结晶和晶粒长大阶段;随再结晶过程的进行,有效晶粒尺寸逐渐增加,在730℃保温后达到峰值13. 6μm,晶粒均匀程度则在610℃保温后达到最高;有利的{111}[112]和{111}[110]取向织构密度值都先增加后降低,在610℃保温后都达到峰值10,形成强度很高的γ纤维织构;低ΣCSL晶界出现频率先增加后降低,在610℃保温后达到峰值11. 23%。低碳铝镇静钢再结晶过程中,取向织构和低ΣCSL晶界分布相互作用和影响,能够保证其在完全再结晶时具有高强度的γ纤维织构和高频率的低ΣCSL晶界,保证钢板具有优异的深冲性能和抗二次加工脆性性能。      

高温退火过程中316不锈钢晶界特征分布的演化

用扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术研究了5%冷变形316不锈钢经1100℃不同时间退火样品的晶界特征分布(GBCD).结果表明:低ΣCSL(Σ≤29)晶界比例的提高是在再结晶过程中实现的.在退火40 min时再结晶完成,低ΣCSL晶界比例达到80%,其中Σ3晶界比例占总的低ΣCSL晶界80%左右,晶界特征分布得到优化;尺寸较大形状不规则的晶粒团簇(grain-clusters)形成,每个晶粒团簇内部存在大量孪晶界、多重孪晶界和特殊的三叉晶界节点.部分再结晶状态样品的显微组织特点和晶粒团簇内部孪晶链的分析表明再结晶过程中多重孪晶的发展是提高316不锈钢低ΣCSL晶界比例的关键.     

形变量对Ni-5at%W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)研究了形变量对Ni-5 at%W合金退火过程中晶界特征分布(GBCD)的影响。合金经77%、89%和98%冷轧后分别在不同温度下进行退火。试验结果表明:较小的形变量(77%、89%)相比于较高的形变量(98%),前者更容易在随后的再结晶退火过程中激发出更多的低ΣCSL(coincidence site lattice,Σ≤29)特殊晶界。在同一形变量下,随着温度的升高,Σ3的比例随之下降;在相同的退火温度下,随着形变量的增大,Σ3的比例也随之下降。与此同时,小角度晶界含量不断增加,立方织构逐渐尖锐。     

冷轧后回复处理对Pb-Ca-Sn-Al合金后续轧制退火晶界特征分布的影响

采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了冷轧变形后的回复处理对Pb-0.05Ca-1.5Sn-0.026Al(质量分数,%)合金后续轧制退火晶界特征分布(GBCD)的影响.结果表明:室温下90%大变形轧制后的样品,在250℃下回复3 min时具有单一的很强的{001}<110>(旋转立方)织构,经后续液氮温度下轧制30%并在270℃退火10min后,出现较多的∑3、∑9和E27等特殊晶界,特殊晶界比例达到78%以上,其中(∑9+∑27)晶界比例超过了12%,特殊晶界有效地阻断了一般大角度品界的网络连通性,合金的GBCD优化效果显著;相反,室温下90%大变形轧制后的样品,在250℃下回复2 min和4 min,却分别出现了很强的{011}<211>(Brass或B)织构和{001}<100>(Cube或立方)织构,经前面相同条件下后续轧制退火后,样品中特殊晶界比例分别约为50%和60%,其中(∑9+∑27)晶界比例在8%以下,且一般大角度晶界网络的连通性的阻断效果不显著.     

冷轧后回复处理对Pb-Ca-Sn-A1合金后续轧制退火晶界特征分布的影响

采用电子背散射衍射（EBSD）技术研究了冷轧变形后的回复处理对Pb-0.05Ca-1.5Sn-0.026A1（质量分数,％）合金后续轧制退火晶界特征分布（GBCD）的影响。结果表明：室温下90％大变形轧制后的样品,在250℃下回复3min时具有单一的很强的{001}〈110〉（旋转立方）织构,经后续液氮温度下轧制30％并在270℃退火10min后,出现较多的∑3、∑9和∑27等特殊晶界,特殊晶界比例达到78％以上,其中（∑9＋∑27）晶界比例超过了12％,特殊晶界有效地阻断了一般大角度晶界的网络连通性,合金的GBCD优化效果显著;相反,室温下90％大变形轧制后的样品,在250℃下回复2min和4min,却分别出现了很强的{011}〈211〉（Brass或B）织构和{001}〈100〉（Cube或立方）织构,经前面相同条件下后续轧制退火后,样品中特殊晶界比例分别约为50％和60％,其中（∑9＋∑27）晶界比例在8％以下,且一般大角度晶界网络的连通性的阻断效果不显著。     

热成形工艺对GH5188钴基高温合金薄板晶界特征分布的影响

采用热处理和热模拟试验探究温度与变形量对GH5188钴基高温合金薄板晶界特征分布的影响,通过电子背散射衍射对不同热成形工艺下的GH5188钴基高温合金进行分析表征,探索优化GH5188钴基高温合金晶界特征分布的工艺。研究表明,热处理温度为1050℃时重合位置点阵(CSL)晶界比例最大,此时样品中产生大量∑3晶界及其他低∑CSL晶界,且有汇聚成晶界团簇的趋势。CSL晶界的数量随着变形量的增大而减少,小角度晶界比例随之增加,孪晶趋向于沿纵向排列。热成形后,∑3晶界比例峰值所对应的温度由1050℃下降至1000℃,热成形条件为1000℃、 10%变形量时, CSL晶界比例最大,达到43%。∑3晶界占CSL晶界总体的70%以上,其特征分布是晶界优化的关键。     

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。