织构入门基础.ppt

12 5织构 材料的各向异性 12 5 1织构的基本概念及表示方法择优取向 这种某种晶面或晶向优先集中在某个方向上排列的现象织构 具有择优取向的金属多晶体组织 织构的表示方法 常用有极图和反极图 腐蚀坑法 此外还有取向分布函数 丝织构 晶向平行于拉力轴的织构板织构 轧制织构 晶面平行于轧面 晶向平行于轧向的择优取向组织 100 110 111 板织构的表示 100 轧面 板面 轧向 100 织构 极射投影 立体图投影到平面 晶面法线 面线点 线点 法线与球交极点 标准投影图 12 5 1 2织构表示方法 1 轧制织构的极图 定义 在投影面上标明了轧面法线和轧向投影位置的某种晶面的极射图 金属板的轧面法线 参考球的Z轴重合轧面法线极点的投影 极射投影图的圆心重合轧制方向 X轴重合轧制横向 Y轴重合 2 轧制织构的反极图 3 腐蚀坑法 12 5 2织构的形成 12 5 2 1形变织构塑性变形而形成的择优取向组织叫形变织构 1 拉拔织构 轴向丝织构 材料拉伸时各晶粒向着拉伸外力轴方向转动 形成了某一晶向与拉伸轴平行 Fe W Mo Nb等体心立方金属拉伸后方向平行于拉伸轴 形成丝织构 面心立方金属的丝织构主要有和 铝的织构为强织构 2 压缩织构 体心立方金属压缩变形时主要产生织构 同时也有较弱的和织构 变形量增大 织构变弱 3 轧制织构 轧制产生的织构不仅某些晶向平行于轧制方向 而且某些晶面平行于轧制平面 称为板织构 面心立方晶体和体心立方晶体形变织构的比较 12 5 2 2再结晶织构的形成 将具有形变织构的材料进行再结晶退火 可能形成再结晶织构或退火织构 影响再结晶织构的主要因素是合金成分 杂质或复合相 位错密度 原始组织及亚结构 退火温度及时间 退火介质 材料几何尺寸等 再结晶织构的形成主要有定向形核 定向长大及定向形核与选择长大三种理论 1 定向形核理论冷加工后的金属在回复过程中 其某些组织形成了核心 这些新生晶核依靠消耗形变基体而长大 最后得到再结晶织构 2 晶核定向长大理论冷加工后的金属在回复过程中 其某些组织形成了核心 这些新生晶核依靠消耗形变基体而长大 最后得到再结晶织构 3 定向形核 选择成长理论 12 5 3织构的应用及控制 1 织构与机械性能各向异性 12 5 3 1织构的应用 体心立方金属 最大强度方向是 111 次强方向 110 最弱的是 100 深冲板成形性要求 垂直各向异性 平面各向同性 2 织构与磁晶各向异性 1 织构在变压器中应用 铁心 立方织构 100 高斯织构 110 A高斯织构 110 变压器铁心 B立方织构 100 的应用 立方织构是指硅钢片中的 100 织构 即板的轧制方向与横向都是晶向 制作变压器时不必先沿轧向切成条片 再叠成方框 直接冲成方框即可 特殊仪表才使用立方织构硅钢片 2 织构在电机上的应用 冲制电机铁芯的硅钢片 要求板平面各向同性 电机转动才能平稳 而且在板平面上还要没有难磁化的晶向 A 100 织构 在 100 平面内 与轧向平行的晶向是任的 混乱的 材料的各向同性好 在 100 平面内不存在难磁化的晶向 所以可以满足电机铁芯的要求 B 111 织构 这种织构是指 111 晶面平行于板平面 晶向平行于轧向的择优取向组织 因为在 111 晶面内没有晶向 所以在板平面上不存在难磁化的晶向 而且在 111 晶面内 晶向与晶向间夹角只有300 因此可以粗略的认为在 111 晶面上是各向同性的 12 5 3 2织构形成的控制 1 高斯织构硅钢片实验证明高斯织构是在 111 形变织构的基体上发展起来的 获得具有高斯织构的硅钢片的标准生产工艺 通过热轧得到厚度为2 5mm的薄板 然后冷轧到0 62 0 8mm 925 980 退火3 5min 使之脱碳及一次再结晶 冷轧至0 3 0 36mm 790 845 退火3 5min脱碳 再进行二次再结晶 然后在760 820 进行消除应力退火 硅钢片生产过程中的晶体位向变化 2 深冲低碳板的再结晶织构控制 为了保证深冲性能 需要值r 2 最有利的织构是 111 最不利的织构是 100 这两种织构组分的比例严重的影响了r值的大小 为了提高r值 就必须从平行于轧面的主要组分是 111 和 001 的轧制织构中得到 111 再结晶织构 铝脱氧的镇静钢 08Al钢中析出铝的氮化物AlN 其过饱和固溶体的强烈的分解温度高于600 两种变形组分 111 和 001 的加工硬化程度不同 111 组分比 001 组分加工硬化程度大 111 组分的变形晶粒中容易形成再结晶核心 容易形成过饱和固溶体分解 08Al钢板 为了阻止 001 组分发展 控制的工艺关键是再结晶退火时的加热速度要慢一些 在还未达到AlN强列析出温度时 111 取向的再结晶核心在有利的条件下已经形成 并占有优势 就保证了 111 织构组分占有比 001 织构组分更大的比例 就得到了高的值 加热速度过快 就有可能在加热到600 700 时还没达到 111 取向的再结晶核心的形成温度 就有AlN析出 111 组分加工硬化程度大 AlN析出势必比在 001 组分中强烈 因而