铁素体不锈钢铸轧薄带凝固组织对冷轧退火带晶粒簇的影响

研究了Cr17铁素体不锈钢铸轧薄带凝固组织对其冷轧退火带晶粒簇、成形性和皱折特性的影响。利用电子背散射衍射技术对Cr17铁素体不锈钢铸轧薄带及相应的冷轧退火带进行了显微织构分析。结果表明:①Cr17铁素体不锈钢铸轧薄带冷轧退火带的晶粒簇依赖于初始铸轧薄带的凝固组织类型;②柱状晶组织的铸轧薄带具有显著的{001}∥ND晶体取向特征,而等轴晶组织的铸轧薄带晶体取向随机、分散;③等轴晶组织铸轧薄带比柱状晶组织铸轧薄带的冷轧退火带具有更少的{001}<110>晶粒簇和更多的{111}<112>、{111}<110>晶粒簇;④铸轧薄带的等轴晶组织比柱状晶组织有利于提高冷轧退火带的成形和抗皱性能。

304不锈钢中“晶粒团簇”显微组织的特征与晶界特征分布的关系

采用电子背散射衍射(EBSD)及取向成像显微(OIM)技术研究了冷轧变形量对再结晶后304不锈钢显微组织及晶界特征分布(GBCD)的影响。结果表明,经过冷轧变形5%及高温(1100℃)短时间(5 min)再结晶退火可将304不锈钢的低ΣCSL(Σ≤29)晶界比例提高到75%(Palumbo-Aust标准)以上,并形成了大尺寸"互有Σ3n取向关系晶粒的团簇"。这是提高低ΣCSL晶界比例后显微组织的重要特征。对晶粒团簇中的晶粒进行孪晶链及取向孪晶链的分析,可以确定晶粒团簇内任何两个晶粒之间的多重孪晶阶次。在一个被分析的团簇内,观察到两个晶粒之间最高为Σ38取向关系。随着再结晶退火前冷轧变形量的增加,晶粒团簇的尺寸减小,同时低ΣCSL晶界的比例也下降。

小形变轧制316L奥氏体不锈钢退火过程中Σ3~n晶粒团簇的特征

采用电子背散射衍射(EBSD)技术对经5%冷轧形变的316 L奥氏体不锈钢在随后高温退火过程中Σ3n晶粒团簇及其内部晶粒取向的演变进行了原位追踪。结果发现Brass({110}<112>),Copper({112}<111>),Br1{110}<111>和Goss{011}<100>取向(包括它们的几何变体)的晶粒在形变应力梯度作用下优先长大,这些晶粒取向大都符合Σ3n界面关系并趋于成长为大尺寸的Σ3n晶粒团簇。

铁素体不锈钢表面起皱研究现状

表面起皱是铁素体不锈钢在成形过程中最容易出现的一种缺陷。本文首先介绍了铁素体不锈钢表面起皱现象及危害;接着阐述了表面起皱机理的研究进展,指出<001>//ND取向晶粒簇的存在或<001>//ND不利取向织构体积分数较高是造成表面起皱的主要原因;基于表面起皱的机理,介绍了减轻铁素体不锈钢表面起皱的措施,如优化化学成分、控制热轧工艺、冷轧工艺和退火工艺等;最后对铁素体不锈钢表面起皱研究的发展趋势进行了展望。

半固态高铬铸铁的流变铸造组织的演变

通过研究搅拌强度,冷却速度对高铬铸铁流变铸造组织的影响及采用EMPA和EBSD技术研究小角晶界、晶粒簇丛的精细特征,发现冷却速度控制了枝晶臂所受扭矩大小与根部直径大小的比例,适当的冷却速度可促进形成头部大、根部小的枝晶臂的形成,从而加速枝晶臂的折断。聚集的小角晶界是扭折但未完全折断的细小枝晶臂在经熟化过程后形成的主干与枝晶臂的界面。晶粒簇丛是由许多被扭折的枝晶臂演变而成。

21%Cr铁素体不锈钢成型性能和表面起皱研究

以21%Cr铁素体不锈钢为研究对象,研究了热轧退火及冷轧润滑对带钢中织构和晶粒簇的影响.结果表明:热轧退火再结晶不完全时,成品带钢中心处的晶粒簇明显,且带钢厚度方向上织构梯度很大,使得带钢在成型过程中表面起皱和各向异性明显;冷轧过程不进行润滑时,与采用冷轧润滑的成品带钢相比,带钢厚度方向上的织构梯度增加,γ纤维织构的强度降低,使得带钢的成型性能恶化;当热轧退火使带钢发生完全再结晶,并在冷轧过程中进行充分润滑时,则可使成品带钢同时获得较好的成型性能和抗表面起皱性能.

铁素体不锈钢成形过程表面起皱的晶体塑性有限元分析

为研究取向晶粒簇对铁素体不锈钢成形表面起皱的影响,采用有限元软件ABAQUS构建有限元模型,通过UMAT子程序编写多晶体塑性变形本构方程。首先,对CHAO H C、TAKECHI H和WRIGHT R N等提出的经典理论模型进行了晶体塑性有限元计算,发现在变形过程中不同取向晶粒簇处的正应变E33和剪切应变E13不同,进而形成表面条纹褶皱。其次,将EBSD测试获得的代表性晶粒簇引入模型中,计算发现相对于具有<001>//ND织构取向的单元,具有<111>//ND织构取向的单元变形时沿着ND方向收缩量更小,且在剪切应变的作用下发生了扭转,形成波浪起伏的变形表面。通过对比具有取向晶粒簇和随机取向模型变形后的表面轮廓,进一步证实了晶粒细化和削弱铁素体不锈钢板的取向晶粒簇将有利于降低其成形过程的表面起皱。

形变及热处理对白铜B10合金晶界特征分布的影响

研究晶界工程处理过程中的冷轧变形量和再结晶退火对白铜B10合金晶界特征分布的影响,采用电子背散射衍射(EBSD)技术表征分析晶界网络的变化。结果表明:白铜B10合金经冷轧7%后在800℃退火10 min可使低ΣCSL(Coincidence site lattice,Σ≤29)晶界比例提高到75%以上,同时形成尺寸较大的"互有Σ3n取向关系晶粒的团簇"显微组织。当变形量小于7%时,经800℃退火后没有完全再结晶;当变形量大于7%时,低ΣCSL晶界比例和平均晶粒团簇的尺寸随冷轧变形量的增加而下降。

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。

利用晶界工程技术优化H68黄铜中的晶界网络

利用电子背散射衍射(EBSD)和取向成像(OIM)技术研究了形变量及退火时间对H68黄铜晶界网络的影响。结果显示,形变量对处理后样品的晶界特征分布及晶粒尺寸和晶粒团簇尺寸都有显著影响,而退火时间(10 min^3 h)所产生的影响不明显;其中经5%冷轧及在550℃下退火不同时间都能够显著提高H68黄铜的低∑CSL晶界比例到80%以上,晶界网络中形成了大尺寸的互有∑3~n(n=1,2,3……)取向关系晶粒的团簇。

Hastelloy C-276合金多道次退火晶粒团簇组织的演变

采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了固溶处理后Hastelloy C-276合金,在5%变形条件下,不同温度多道次退火热处理中Σ3^(n)(n=1,2,3…)晶粒团簇及晶界特征分布演变规律。结果表明,两步退火热处理可以明显改善合金晶界特征分布,小变形样品经1000℃低温退火5 min后,再进行1100℃高温退火15 min热处理,晶粒组织发生再结晶,产生较多孪晶组织,形成内部互有Σ3^(n)取向关系的大尺寸晶粒团簇组织,Σ(9+27)/Σ3达到了0.125,特殊晶界比例达到78.8%,晶界特征分布得到优化。初始退火温度较高会使得变形储存能迅速释放,大角度晶界快速迁移,不利于产生Σ3退火孪晶晶界;而较长时间二次退火也不利于晶界反应,使得Σ9和Σ27晶界比例降低。退火过程中产生较多Σ9和Σ27晶界是晶界特征分布优化的关键。而过高的初始退火温度或过长的二次退火时间,抑制或消除了退火孪晶的产生,无法形成大尺寸晶粒团簇组织。

Nb和Ti对超纯铁素体不锈钢凝固组织及表面起皱的影响

通过真空感应炉浇注实验和热力学软件分析研究了Nb、Ti稳定化元素和C、N间隙元素含量对超纯铁素体不锈钢凝固组织及晶粒簇的影响。结果表明,添加稳定化元素后实验钢的结晶区间变宽,通过控制稳定化元素和间隙原子含量使实验钢在凝固过程中析出较多TiN粒子,可以有效的提高凝固组织的等轴晶率。在充分退火条件下,与Ti单一稳定化实验钢相比,Nb、Ti复合稳定化实验钢中的晶粒簇较弱并具有较小的晶粒尺寸,有利于带钢的抗起皱性能。

00Cr17Ti热带退火对冷轧薄板表面皱折的影响

通过对00Cr17Ti经热带退火、不经热带退火两种工艺的冷轧板进行对比试验,在分析显微组织、织构的基础上,研究了热带退火对00Cr17Ti薄板表面皱折的影响。研究结果表明:与不经热带退火相比,经热带退火能使成品薄板的表面皱折大大减轻,最大粗糙度仅为12.06μm,平均粗糙度仅为1.27μm。两种工艺的成品板表面皱折程度的不同是由两者在显微组织、微织构上的差异造成的。与不经热带退火相比,经热带退火的成品薄板在板厚方向具有较均匀的组织,板宽方向的织构梯度较小,晶粒簇较间断、细窄、分散,所有这些使得成品薄板的表面皱折大大减轻。为了满足用户对薄板表面质量的严格要求,对热轧带进行退火是很有必要的。

晶界网络特征对304不锈钢晶间应力腐蚀开裂的影响

通过晶界工程（GBE）处理，可使304不锈钢样品中的低∑CSL晶界比例提高到70％（Palumbo—Aust标准）以上，同时形成了大尺寸的“互有∑3^n取向关系晶粒的团簇”显微组织．采用C型环样品恒定加载方法，在pH值为2．0的沸腾20％NaCl酸化溶液中进行应力腐蚀实验．GBE样品在平均浸泡472h后出现应力腐蚀裂纹，SEM，EBSD和OM分析表明，应力腐蚀开裂（SCC）为沿晶开裂（IGSCC）和穿晶开裂（TGSCC）的混合型．而未经GBE处理的样品在平均浸泡192h后出现多条应力腐蚀主裂纹，且多为沿晶界裂纹．经过GBE处理的样品中大尺寸的晶粒团簇及大量相互连接的∑3-∑3∑9和∑3∑9—227等∑3^n类型的三叉界角，阻碍了IGSCC裂纹的扩展，从而提高了304不锈钢样品的抗IGSCC性能．