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东北大学硕士学位论文 摘要 i f 钢铁素体区热轧和冷轧过程织构演变规律 摘要 本论文以一种t i i f 钢和一种高强t i i f 钢为实验材料，对这两种钢在热轧， 冷轧和退火过程的织构演变和性能进行了研究，研究的工艺包括：( a ) 铁素体区热 轧高温卷取+ 冷轧+ 退火：( b ) 奥氏体区热轧+ 冷轧+ 退火；( c ) 铁索体区热轧低 温卷取+ 退火+ 冷轧+ 退火：( d ) 铁素体区热轧低温卷取+ 冷轧+ 退火。 根据实验结果和分析得出如下结论： ( 1 ) 热轧试样表面的织构类型和强度与其过渡层及中心层的织构类型和强度 不尽相同，试样表面织构较弱，由过渡层至中心层织构逐渐变强。由于织构的遗 传性，冷轧和退火后，表面与中心面的织构类型和强度仍然不同； ( 2 ) 高强t i i f 钢在工艺( a ) 过程中的织构演变规律和t i i f 钢在工艺( ( 1 ) 过程中 的织构演变规律相同。表面的热轧织构组分主要是f 1 1 0 ，冷轧后， f l l 0 组分消失，最强组分成为 0 0 1 ) ，另外以f l l l ) 组分占优的 t 织构也初步形成；1 4 面和中心面的热轧织构由a 织构和t 织构组成，但是a 织构的强度高于7 织构，并且t 织构的主要组分是 1 1 1 ，冷轧后，中心面 织构仍然由a 织构和7 织构组成，只是旺织构( 包括 1 1 1 ) 强度更高，并 且随着压下率增大，最强组分向 1 1 2 偏移。退火后，表面上主要组分是 0 0 1 ) 和( 1 1 1 ) ；中心面上织构仅含y 织构， 1 1 1 ) 占优。 ( 3 ) 3 2 艺( a ) 和( c ) 过程中，t i i f 钢的织构演变规律相同。表面的热轧织构组分 主要是 0 0 1 ，冷轧后， o o l 组分进一步增强；1 4 面和中心面的热 轧织构完全由丫织构组成，其中 1 1 l 组分强度最高，冷轧后，中心面上的 y 织构减弱，形成0 【织构。退火后，表面上和中心面上都只含丫织构，表面上的 织构强度明显低于中心面。 ( 4 ) 通过对比各工艺过程的织构及性能发现，经工艺( c ) 处理后的t i i f 钢的r 值最高，并且钢板平面各向异性最小。 关键词：i f 钢( 无间隙原子钢) ；织构；铁素体区热轧；高温卷取：低温卷取： 冷轧：退火 东北大学硕士学位论文 a b st r a c t t e x t u r ee v o l u t i o ni ni fs t e e l sd u r i n gf e r r i t i cr o l l i n g a n dc o l dr o l l i n g a b s t r a c t b a s e do ne x p e r i m e n t a la p p r o a c h ，t h ef o r m a t i o na n de v o l u t i o no ft e x t u r e sd u r i n g f e r r i t i c r o l l i n g ，c o l dr o l l i n ga n da n n e a l i n gh a v e b e e n i n v e s t i g a t e d f o r t h ei f ( i n t e r s t i t i a lf r e e ) s t e e l si nt h i sw o r k at i - i fs t e e la n da h i g hs 订e n g t ht i i fs t e e lw e r eu s e da n dt h et e x t u r ee v o l u t i o n a n dp r o p e r t i e sd u r i n gt h ef o l l o w i n gp r o c e s s i n gw e r ei n v e s t i g a t e d ：( a ) f e r r i t i cr o l l i n g a n dh i g ht e m p e r a t u r ec o i l i n g + c o l dr o l l i n g + a n n e a l i n g ；( b ) a u s t e n i t er o l l i n g + c o l d r o l l i n g + a n n e a l i n g ；( c ) f e r r i t i cr o l l i n ga n dl o wt e m p e r a t u r ec o i l i n g + a n n e a l i n g + c o l d r o l l i n g + a n n e a l i n g ；( d ) f e r r i t i cr o l l i n ga n dl o wt e m p e r a t u r ec o i l i n g + c o l dr o l l i n g + a n n e a l i n g t h ef o l l o w i n gg e n e r a lc o n c l u s i o n sb a s e do nt h er e s u l t so ft h i sw o r kc a i lb e d r a w n ( 1 ) t e x t u r ec h a r a c t e r i s t i ca tt h es u r f a c ei sd i f f e r e n tf r o mt h a ta tt h e1 4 - s e c t i o n a n dm i d s e c t i o ni nh o tr o l l e dc o n d i t i o n t e x t u r e sa r ew e a ka tt h es u r f a c ea n di n t e n s i f y g r a d u a l l yf r o mt h e1 4 - s e c t i o nt ot h em i d - s e c t i o n t h e s ed i f f e r e n c e sa r ek e p ti nc o l d r o l l e d 船w e l la sa n n e a l e dc o n d i t i o n sd u et ot h et r a n s m i s s i b i l i t yo f t e x t u r e s ( 2 ) t e x t u r ee v o l u t i o ni nt h eh 诎s t r e n g t ht i i fs t e e ld u r i n gp r o c e s s i n g ( a ) i st h e s a m e 埘t l lt h a ti nt i i fs t e e l d u r i n gp r o c e s s i n g ( d ) a tt h es u r f a c e ， 110 n d d o m i n a t e si nh o tr o l l e dt e x t u r ea n dd i s a p p e a r sa f t e rc o l dr o l l i n g ，l e a v i n gb e h i n ds t r o n g 0 0 1 c o m p o n e n t sa n dw e a k 丫t e x t u r ew i 也p e a ka t 1 1 1 ) 1 1 l e a n n e a l i n g t e x t u r e i s m a i n l yc o n s i s to f 0 0 1 ) a n d 1 1 1 ) c o m p o n e n t s a t t h em i d - s e c t i o n t h eh o tr o l l e dt e x t u r ei n c h i d e sr e l a t i v e l yh i g hi n t e n s i t yo fat e x t u r e a n dw e a k 丫t e x t u r ew i t hm a x i m u ma t 11 1 ) at e x t u r ea n d 丫t e x t u r ea r es t i l lt h e m a i nc o m p o n e n t sa f t e rc o l dr o l l i n ge x c e p tt h a tat e x t u r ei si n t e n s i f i e dw h i l et h e a n n e a l e dt e x t u r ec o m p r i s e so fac o m p l e t e l yyt e x t u r ew i t ht h ep e a ka t 1 1 1 ) ( 3 ) t e x t u r ee v o l u t i o no f t h et i i fs t e e ld u r i n gp r o c e s s i n g ( a ) a n d ( c ) a r et h es a m e a tt h es u r f a c e ， o o l1 i st h em a i nt e x t u r ea f t e rh o tr o l l i n ga n di ti si n t e n s i f i e db y c o l dr o l l i n g ，w h i l ei tw e a k e n sa f t e ra n n e a l i n g a tt h em i d s e c t i o n ，o n l yyt e x t u r ee x i s t s a f t e rh o tr o l l i n g t h evo r i e n t a t i o ns h i f t st o w a r d0 【o r i e n t a t i o nd u r i n gc o l dr o l l i n ga n d t h e r ei sa c o m p l e t ea n du n i f o r i l lv t e x n t r ea f t e ra n n e a l i n g i 东北大学硕士学位论文a b s t r a c t ( 4 ) p r o p e r t i e so ft h es t e e lt r e a t e db yp r o c e s s i n g ( c ) a r et h eb e s tw i t ht h eh i g h e s t p l a s t i cs t r a i nr a t i oa n dt h el o w e s tp l a n ea n i s o t r o p ye x p o n e n t k e yw o r d s ：i n t e r s t i t i a l f r e es t e e l ；t e x t u r e ；f e r r i t i cr o l l i n g ；h i g ht e m p e r a t u r ec o i l i n g ； l o wt e m p e r a t u r ec o i l i n g ；c o l dr o l l i n g ；a n n e a l i n g - 1 v 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取 得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：宙名色蚜 日 期： 功彩、2 1 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使 用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送 交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北 大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索、交流。 ( 如作者和导师同意网上交流，请在下方签名；否则视为不同意。) 学位论文作者签名： 签字日期： - 专洚姆 彳2 、订 f i 导师签名： 签字日期： 东北欠学硕士学位论定l 绪论 雩l 言 1 绪论 滕镧是无问隙舔子( i n t e r s t i t i a lf m c ) 铜的简称，是自2 0 世纪7 0 年代以来 随着囊空冶炼拄术发展而出现并得到工、i k 化生产的，继沸腾钢、铝镇静钢( a k 锈) 乏嚣貔第三 深泞鬟冷孝l 镄缀口】。逶过酶懿钢中懿c 、n 覆子含量，添妻霾逶 量的强c 、n 化台物形成元素，掰施以适当的漆炼工艺来围定铁素体中的间隙原 予，使 ：藿 i f 钢具有低屈服强度、低屈强比、商延伸奄、高威变硬化指数( n 值) 移高塑性应变比( r 值) ，照瑟其有优越翦趣深渖瞧麓。球锶生产一般瓣要逢铸 一热轧一酸洗一冷轧一逐火等多道工序，工芑比较复杂，生产成本较高。淹着入 们环缳慧识的增强祁市场巍争的圈蕊激烈，篱化工序、节约熊源、提_ 藉效率、降 低成本成为人们研究牛产工艺的酋耍耳标，为此开始尝试新的生产工艺一铁素体 嚣羲锻工芝生产鞭镪。出于鬈掰铰素俸嚣热筑工芝不仅鳟以生产基低域零酶蒸 轧i f 钢深冲板，前殿可以通过随精的冷轧遥火生产出高性能的冷轧超深冲钢板， 因此，i f 钢的铁索体区轧制工艺研究成为i f 钢研究的热点问题。目前，日本、 荚萤、德图、魄裂孵等霆一些钢铁生产叠盟毫经穆铰囊俸嚣$ 袁l 技术成功避应餍 于工娥生产中p ”，我国的鞍钢和窳钢也开发融了铁索体轧制工艺技术并得到了 稠步的殿用 8 一。本文主要戳鞍钢热连轧生产线上采用铁素体熬热轧生产的i f 热 轧带锶为研究对象，对铁素体医热裁，冷轧釉退火过程织构的演变规律及工艺条 等对撑锶绥掏嚣深冲往熊豹影确遴行了褥究。 1 2i f 钢常规轧制工艺过程织构的特点 | 2 。1 热鞋绥翰 传绞工艺粗钱秘终轧均在奥氏体区进行。这里艨褥的熟辕铁素体织扮不是由 轧制变形直接获锶，薅是由奥氏体轧剑织构转变丽来。 热莪过程孛，蹲褶爽蠹落中形袋一黎缀掬，这癸织梅邋过辍变速蒋戮铁素髂 中。织构类型与轧制条件有关，磁轧制温度比较高时( 例如商于奥氏体礴结晶温 度) ，形成很弱的再结晶织构，这时奥体中主要织构缌分是立方织梅 i o o i l o ，转变为铁素诲舞，主要缀搀缀分为旋转立方织构 0 0 l ；努 东北大学硕士学位论文 1 绪论 一方面，如果奥氏体在轧制过程中或是轧制后没有发生再结晶，则会形成很锋锐 的织构，包括黄铜型织构 1 1 0 ，铜型织构 1 1 2 ，s 型织构 1 2 3 和较弱的高斯织构f 1 1 0 【l 。 普通n bi f 钢中热轧织构的主要组分是 1 1 2 i l “，而t ii f 钢中的是 ( o o l f n 】。在热轧过程中，n bi f 钢的奥氏体没有发生再结晶，而t i 钢 中的奥氏体部分发生了再结晶。n bi f 钢中的 1 1 2 组分主要是由未再结晶 奥氏体中的铜型织构f 1 1 2 遗传而来，也有一部分可能是由很弱的高斯织构 f 1 1 0 转变而来。而t ii f 钢中的 0 0 1 ) 组分一部分从再结晶奥氏体的 立方织构 o o l l 得到，另一部分由未再结晶的黄铜型织构 1 1 0 得到。 热轧过程中n bi f 钢中奥氏体再结晶的延迟归因于两个因素：( a ) 奥氏体中固 溶铌的存在。( b ) 基体中有n b c 沉淀。h o o k 和n y o 【l3 j 已证明固溶态的n b 和细小 弥散的n b c 都会延迟再结晶。 s a m u e l 1 4 l 等研究的结果表明热轧e l ci f 钢时，奥氏体在转变前都处于再结 晶状态，这就解释了相变后铁素体中织构很弱的现象。n a j a f i z a d a h f l 5 等研究了 热轧参数对奥氏体再结晶的影响，他们发现由残留加工硬化引起的终轧道次间的 流变应力的增加在n b 钢中表现最明显，这表明固溶的铌比钛更有效地阻止再结 晶，从而n b 钢的热轧织构中有较强的轧制织构转变来的组分。 1 2 2 冷轧织构 普通n bi f 钢的冷轧织构主要是 r d ，最强的组分是 1 1 2 【1 6 1 ， 当冷轧压下率为6 0 时， 1 1 2 组分随着固溶n b 浓度的增加而增强，这反 应了由于奥氏体再结晶程度的减弱，热轧织构的f 1 1 2 组分增强了。冷轧状 态中， 1 1 2 与 5 5 4 的强度之比为2 ：l ， 0 0 1 ) 组分强度几乎与 5 5 4 一样。t ii f 钢中冷轧织构组分按如下顺序减弱：f 1 1 2 ， 5 5 4 ，( 0 0 1 ) ，但是这些组分的强度比n b i f 钢中的低。 冷轧后，e l ci f 钢中形成很锋锐的 r d 和 n d 纤维织构，这些 织构的强度随着压下率的增加而提高。而且，在压下率为7 0 时冷轧织构中最强 组分是 1 1 2 ，而经8 5 压下后最强组分转向( 2 2 3 。 t o t h 【l ”等研究了低碳钢和超低碳钢中冷轧织构的形成过程，他们对由滑移系 1 1 2 和 1 1 0 共同作用形成的轧制织构的主要组分的稳定性进行了 预测，结果表明由再结晶的奥氏体的立方织构 0 0 1 ) 得到的 0 0 1 组 分的稳定性好。在奥氏体未再结晶区得到的热轧织构的两个主要组分中， 东北大学硕士学位论文 1 绪论 一方面，如果奥氏体在轧制过程中或是轧制后没有发生再结晶，则会形成很锋锐 的织构，包括黄铜型织构 1 1 0 ，铜型织构 1 1 2 ，s 型织构 1 2 3 和较弱的高斯织构f 1 1 0 【j 。 普通n bi f 钢中热轧织构的主要组分是f 1 1 2 i i “，而t ii f 钢中的是 0 0 1 i “】。在热轧过程中，n bi f 钢的奥氏体没有发生再结晶，而t ii f 钢 中的奥氏体部分发生了再结晶。n b i f 钢中的 1 1 2 组分主要是由末再结晶 奥氏体中的铜型织构( 1 1 2 遗传而来，也有一部分可能是由很弱的高斯织构 f 1 1 0 转变而来。而t ii f 钢中的 o o l 组分一部分从再结晶奥氏体的 立方织构 o o l l 得到，_ j 一部分由未再结晶的黄铜型织构 1 1 0 ， 得到。 热轧过程中n bi f 钢中奥氏体再结晶的延迟归因于两个因素：( a ) 奥氏体中周 溶铌的存在。( b ) 基体中有n b c 沉淀。h o o k 和n y o 【l3 】已证明固溶态的n b 和细小 弥散的n b c 都会延迟再结晶。 s a m u e l ”i 等研究的结果表明热轧e l ci f 钢时，奥氏体在转变前都处于再结 晶状态，这就解释了相交后铁素体中织构很弱的现象。n a j a f i z a c l a h l l s 等研究了 热轧参数对奥氏体再结晶的影口m 他们发现由残留加工硬化引起的终轧道次间的 流变应力的增加在n b 俐中表现最明显，这表明固溶的铌比钛更有效地阻止再结 晶，从而n b 钢的热轧织构中有较强的轧制织构转变来的组分。 i 2 2 冷轧织构 普通n bi f 钢的冷轧织构丰要是 r d ，最强的组分是f 1 1 2 【， 当冷轧压下率为6 0 时， 1 1 2 组分随着固溶n b 浓度的增加而增强这反 应了由于奥氏体再结晶程度的减弱，热轧织构的f 1 1 2 组分增强了。冷轧状 态中， 1 1 2 与 5 5 4 的强度之比为2 ：1 ， 0 0 1 ， 组分强度几乎与 5 5 4 一样。t ii f 钢中冷轧织构组分按如下顺序减弱： 1 1 2 ， 5 5 4 ) ， 0 0 1 ，但是这些组分的强度比n b 钢中的低。 冷轧后，e l ci f 钢中形成很锋锐的 r d 和 n d 纤维织构，这些 织构的强度随着压下率的增加而提高。而且，在压下率为7 0 时冷轧织构中最强 组分是 】1 2 ，面经8 5 压下后最强组分转向f 2 2 3 。 t o t h 1 等研究了低碳钢和超低碳铜中冷轧织构的形成过程，他们对由滑移系 ( 1 1 2 和 1 1 0 共同作用形成的轧制织构的主要组分的稳定性进行了 预测，结果表明由冉结晶的奥氏体的立方织构 o o l 得到的 0 0 1 组 分的稳定性好。在奥氏体未再结晶区得到的热轧织构的两个主要组分中， 分的稳定性好。在奥氏体未冉结晶区得到的热轧织构的两个主要组分中， 东北大学硕士学位论文t 绪论 1 1 3 1 1 2 在进一步变形中有缀高的稳定性；露 3 3 2 组分转向 5 5 4 然后在随后的冷轧中又转n l l l ，在应变很大时， 1 1 1 会向 1 1 1 转动。具有最高稳定性的取向是 1 1 2 1 1 4 4 5 ， 2 2 3 次之。但是对于e l ci f 钢，在应变很大时，f 2 2 3 比 1 1 2 更稳定【1 8 】。 1 2 3 退火织构 经罩式退火的n bi f 钢_ 鞠髓l f 钢中， 1 1 1 t e f l l l ) 一f 1 1 1 ) 一 目1 1 ) - + 2 2 3 转向最稳定的 2 2 3 取向。由于1 f 钢在铁素体区 热轧后具有了一定强度的f l l l n d 取向织构，因此只需较常规热轧i f 钢低的冷 轧压下率达到了最大强度的f 1 1 1 n d 取向织构，如果继续增加冷轧压下率，织 构将偏向 2 2 3 1 取向，反而对深冲性能不利。 1 4 衡量深冲性能的主要指标 汽车工业用深冲钢板的各项性能要求受多种因素驱使而有不断提高的趋势， 鉴于此，具有优良成形性的极低碳钢( e l c ：o 0 1 c ) ，超低碳钢( u l c ： o 0 0 5 c ) ，以及无间隙原子钢( i f ：o 0 0 5 c 且间隙原予完全稳定) 等深冲用钢， 除要求其含碳低、冶金质量好之外，还对板材的深冲性能提出了更高的要求。衡 量深冲性能的指标主要包括塑性应变比r 值，平面各向异性系数，值和应变硬 化指数h 值。 东北大学硕士学位论文 1 4 1 塑性应变比，值 塑性应变比，值定义为将金属薄板试样单 轴拉伸到产生均匀塑性变形时，试样标距内， 宽度方向的真实应变与厚度方向的真实应变 之比，即： ，：鱼 乞 式中：岛一试样宽度方向真实应变；巳一 试样厚度方向真实应变。 塑性应变比是评价金属板材深冲性能的 重要材料参数，它反映金属薄板在其平面内， 承受拉力或压力时，抵抗变薄或变厚的能力。 图1 1r 值的方向性 f i g 1 1t h erv a l u ed e s c r i p t i o n o f d i f f e r e n td i r e c t i o n s 它与多晶体材料中，结晶择优取向 有关，是金属薄板塑性各向异性的一种量度。通常，值随试样取向而不同，因此， 如图1 1 所示，定义平均塑性应变比f 为： f 一伊o + 2 r 4 5v + r 9 0 - ) 4( 1 2 ) f 值越大，板材在垂直于板法线方向的板平面内具有越强的塑性流动性，同时， 在板厚方向具有足够的抵抗塑性流动的能力，因此深冲性能越好。 研究表明1 4 “，r 值造成屈服强度各向异性应归因于晶体学取向，它的大小主 要与晶粒的择优取向( 即织构) 有关，也就是说与薄板的加工工艺有关， 1 1 1 织构 ( y 一纤维织构) 愈强， l o o ) 织构愈弱，r 值愈高，薄板抵抗厚向变薄的能力愈强， 它的深冲性愈好。 1 4 2 平面各向异性系数，值 平面各向异性系数( p l a n ea n i s o t r o p ye x p o n e n t ) a r 值表示厚向异性系数r 值 在板面上随方向的变化。，值定义为 ，2 一o - - 2 r 4 5 一+ t 。9 0e ) 2 ( 1 3 ) 廿值的大小决定了杯型拉伸件杯口部位凸耳的形成程度，反映了板面上各 向r 值波动的程度，而不影响板料的成形性能。，值愈大，板面内各向异性愈 严重，表现在拉伸件边沿不齐，形成凸耳，影响成形件质量。 东北大学硕士学位论文l 绪论 1 4 3 应变硬化指数竹值 应变硬化指数胛值定义为试验材料真实应力一真实应变在双对数坐标平面 上关系曲线的斜率，即： a = k e ” ( 1 4 ) 式中 口一真实应力，n m m 2 ；一真实应变；丘一强度系数，n m m 2 。 n 值是金属薄板在塑性变形过程中，形变强化能力的一种量度。订值大小主 要取决于钢质的纯净度和铁素体晶粒尺寸，提高钢质的纯净度和适当增大铁素体 晶粒尺寸都使”值增加。 1 4 4 织构组分( i f 钢的各向异性) 大量研究表明，板材内的织构与f 值有着密切的联系。钢板的 l l l n d 纤 维面织构( y - 纤维织构) 有利于冲压性能的提高，而其 1 0 0 n d 面织构则不利 于冲压性能的提高。材料显微织构组分是衡量其深冲性能的重要指标。实践证明， 上述两种织构的强度比1 0 1 1 旭0 0 1 ) 与f 大致成直线关系( 见图1 2 ) 。 主2 耋 量l 至 厶 暨o 黑 o o 1 11 01 0 01 0 0 0 t i i l i l z l i 图1 2i 1 1 1 1 0 0 1 l 与的f 关系 f i g i 2 r e l a t i o n s h i p b e t w e e n i l l l i 0 0 1 a n d f v a l u e 假设单晶铁板的轧面为 h k l ) 面，对单晶铁板轧面某一方向作拉伸变形。拉 伸方向与板面 晶向的夹角分别为0 。、4 5 。和9 0 。设单晶体变形时开动 的滑移系是 1 1 0 ，且为单系滑移，利用s a c h s 模型可求出r 值，得到结论： 不论拉伸方向与晶体 u w p 方向的夹角是多少，当晶体的 0 0 1 ) 面平行于板面时 东北大学硕士学位论文1 绪论 所获得r 值最低，而当晶体的 1 1 1 ，面平行于板面时所获得的r 值最高。其他情况 则介于两者之间。即晶体 方向的塑性变形抗力最小，而( 1 1 1 ) 方向的塑性 抗力最大。无间隙原子钢f 是利用 1 1 1 纤维面织构( y 纤维织构) 造成的板厚度 方向上的高塑性变形抗力来大幅度地提高钢板的深冲性能。板材的y 一纤维织构 ( n d ，n d 为轧面法线方向) 越强，其深冲性能越好。影响形成再结晶 v 纤维织构组分的因素很多，主要有化学成分、热轧状态、卷取温度、冷轧及退 火工艺等。从微观组织来看，晶粒形状、尺寸也是影响深冲性能的重要因素。 1 5 织构的形成 金属多晶体经过冷变形、热变形、再结晶后就可能出现各个晶粒的某种晶面 平行于一定晶面，某种晶向平行于一定晶向的现象，这种现象叫择优取向。具有 择优取向的金属多晶体组织就叫织构。织构是由于外力或内力对晶体的定向作用 形成的。 1 5 1 形变织构的形成 金属经形变后由于晶粒的转动而产生的具有择尤取向的的多晶体组织叫形 变织构。影响形变织构类型的因素很多，包括变形条件( 形变方式、应力状态、 变形温度、变形速度、变形程度、润滑条件) 、材料的基本性质( 点阵类型、化 学键性质、层错能、原始织构、晶粒大小等) 以及合金化特点( 合金元素的性质、 浓度、相状态等) 。 金属与合金塑性变形的基本机理是晶体的一些部分相对于另一些部分的晶 内剪切移动。滑移是金属多晶体塑性变形过程中起主要作用的形变机理。变形过 程中，在外力的作用下，晶体内的位错不断滑移，同时晶体的耿向也会随之作相 应的转动，随压下率增加，多晶体内各晶粒的取向逐渐转向某一或某些取向附近 来，形成不同类型的变形织构。由于有晶界的限制，多晶体晶粒不能像单晶体那 样自由转动。只有超过相当变形量后，立方晶系要超过4 0 ，才能逐渐出现择优 取向。随变形量加大，择优取向程度加大。 1 5 , 2 再结晶织构的形成 具有形变织构的金属多晶体材料再结晶后形成的具有择优取向的多晶体组 织叫再结晶织构。金属冷变形后的再结晶过程是一个形核和核长大的过程，新生 东北大学硕士学位论史1 绪论 成的核的取肉以及长大的晶粒的的取向往往不是随机分枣，这个过程受很多因素 的影响，如基体材料的化学性质、位错密度和分布、杂质的性瑷、晶界和相界的 界面能差值、形变织构的类梨、再结混温度、时间等。 自上个越纪3 0 年代开始，人们根据再结晶过程中金属取向变化规律提出了 一些有关再结晶的新观念，并逐渐发展成不同的理论。6 0 年代问世并随后得到 完善的取肉分布函数分析法裂有利地推动了这些再结晶理论的发展，形成了现代 再结晶理论。其中影响较大、为人们所接受的新理论有定向形核理论和选择生长 理论。 ( 一) 定向形核理论 这个璎论认为褥结晶的核心同形变织构之阈存在一定的晶体学取向关系。这 种其有特定取向的核心依靠吞并形变糖体而生长，就形成了再结晶织构。 定向形核理论很好地解释了再结晶织构同形变织构相同的现象，但它的不足 之处是它不能解释实践中经常观察到豹再结晶过程中织构类型的变化。 ( 二) 定向生长理论 这一理论豹铱据是晶养迁移率m 帮穗应的晶赛迁移速度明屡地依赖于相邻 晶粒的相互取向和一系列其它因素，根据这个理论，在初次再结晶开始阶段，存 在罄任意取向的鑫孩，但在生长过程中却发生了取向豹“选择”，能加速生长和 继续生存的是那些相对于基体取向具有最大品界迁移速度的晶核，而那些移动较 馒的晶核在再结晶时将被吞搏。最后形成以成长最快的晶核为择优取向的再结晶 织构。 这个理论是建立在许多实验事实基础上的，但却无法解释再结晶织构同形变 织构一致的事实。 ( 三) 定向形核一选择生长联合理论 该理论联合翦鼹种理论，谈为霉终磊织构怒定匈戒核的再结蒹核心选择长大 的结果。 这种理论可以很方便的用于形交织构材料退火对可能发生的三穗基本的织 构类型变化。这三种织构类型是： ( 1 ) 再结鼎退火时保持了织构。 ( 2 ) 再结晶时，形交织构全郝或部分地被其它的包含有一个或几个组分的织构 所代替。 ( 3 ) 再结晶对形交织构全部或部分地被无取闷的薪晶粒所代替。 东北大学硕士学位论文1 绪论 1 。6 织构的分析方法 从不同的尺度b 分析品体的取向可用宏观织构和微取向来表示。宏观织构探 测豹主要手段有x 射线衍澍术、中予衍射术和同步辐射，测豢结采富脊宏观的 统计意义，可以直接反映出材料的各向异性；而微取向主要是采用单晶定向的方 法赢接澳4 出各个晶粒豹取向，主要的测试手段有鬯于鹜数射花样本( e b s d ) 、透 射电子衍射花样( t e m ) 等。目前，x 射线衍射技术仍然是宏观织构测试的最主 要方法，藤e b s d 和t e m 技术的快速发展使之成为晶体微取向定向的主要手段。 本小节将介绍体心立方金属宏观织构的分析方法及e b s d 分析法。 1 6 。l 体心立方金属宏观织构的分析方法 织构样品从汽车板材的大样品上截取2 0 r a m x 2 0 m m 的小试样，标明轧向， 溪4 试表面经研窘和侵蚀后，在x 射线衍射仪上，采用s c h u l z 背反射法进行织构测 定( f e 靶k 辐射) 。按同心圆方式以5 。步进扫测 1 1 0 、 2 0 0 和 2 1 1 ) 三张不完整 极匿( 极角z 最大为7 0 。) 。采藤“两步法”计算o d f ( l m a x = 1 6 ) ，结采数毽绎 截面图表示。 在e u l e r 空间中，金属的取向一般集中分布在一些点和线上。取向集中 分布的线称为取向线。对于体心立方结构的金属，其有代表性的织构通常是 n d 的y 纤维织构聋t l r d 的旺纤维织构。体心立方结构的金属 豹主要取向及取葡线在e u l e r 空间中的分布如图1 3 所示。 o d f 既可用恒v 截面图表示，也w 以用恒币截面图表示( r o e 符号系统) 。其 中媾c p = 4 5 。截西围巾藐可以完全表示戳v 纤维织构和伐纤维织构的分布。在g o = 4 5 。 截面图中，7 纤维织构表示为0 = 5 5 0 ，v = 0 9 0 0 的直线，即当、l ，由0 。至9 0 。分布 对，织构为( t 1 1 ) 1