本文選題：再結(jié)晶形核　切入點：柱狀晶　出處：《重慶大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：形變金屬退火時在變形基體中形成新的無畸變小晶粒,這一過程稱為再結(jié)晶形核。工業(yè)實踐表明再結(jié)晶決定了金屬制品的熱機械加工精細工藝和最終性能;此外,金屬再結(jié)晶理論也是材料科學最基本的科學問題之一。由于金屬變形組織的復雜性,以及形變組織轉(zhuǎn)變?yōu)樵俳Y(jié)晶晶核后,由于形變組織的消失而引起再結(jié)晶形核證據(jù)的缺失,使得再結(jié)晶形核機理的研究十分困難。本文采用冷軋柱狀晶鎳和先冷軋后再打顯微硬度壓痕的高純鋁兩種樣品,研究了形變面心立方金屬中的再結(jié)晶形核問題。用維氏硬度、光鏡、背散射電子衍射(EBSD)、電子通道襯度(ECC)和同步輻射的差分X射線技術(shù)(DAXM)在不同維度上表征微觀組織結(jié)構(gòu)的變化,從而研究再結(jié)晶形核機理以及局部微觀組織結(jié)構(gòu)對形核的影響。在冷軋柱狀晶鎳的退火試驗中,晶核主要在三叉晶界和晶界上形成。大部分晶核與周圍變形基體的取向相近或者跟周圍一個變形基體成孿晶關(guān)系。只有幾個晶核具有與變形基體不一樣的新取向。在三叉晶界附近的硬度測試表明:在三叉晶界處三個晶粒的硬度的差值越大,這個三叉晶界越易于形核。在冷軋并打顯微硬度壓痕的高純鋁樣品中,壓痕尖端附近顯示出較復雜的晶體取向轉(zhuǎn)動模式。在一系列具有不用原始取向的晶粒中,冷軋后高儲層能晶粒的平均硬度值大,形核率也高�？偟膩碚f,硬度值越大的壓痕形核的可能性越大。另外,在同一個晶粒不同壓痕處形成的晶核的取向不是無序的,而是聚集在一定的取向空間。形變態(tài)壓痕尖端附近的取向分布范圍,包含了在退火中形成晶核的取向。研究進一步利用先進的基于同步輻射的DAXM,首次三維原位地表征了樣品(高純鋁)內(nèi)部(壓痕尖端)的再結(jié)晶形核行為。先通過測量一個選擇區(qū)域的變形組織,然后退火并測量上述區(qū)域的微觀組織結(jié)構(gòu),以研究樣品內(nèi)部的微觀組織結(jié)構(gòu)對形核的影響。研究結(jié)果表明:晶核由變形組織內(nèi)高儲存能處的孕育區(qū)發(fā)展演變而來,通過孕育區(qū)大角晶界快速遷移而進一步長大;所有晶核與變形態(tài)內(nèi)孕育區(qū)的取向相同;晶核與變形基體間小于5°的晶界阻礙晶界的進一步長大。
[Abstract]:During annealing of deformed metal, a new distortionless small grain is formed in the deformed matrix, which is called recrystallization nucleation. Industrial practice shows that recrystallization determines the fine process and final properties of thermal machining of metal products. The theory of metal recrystallization is also one of the most basic scientific problems in material science. Due to the complexity of the deformed structure of metal and the loss of evidence of recrystallization due to the disappearance of deformed microstructure, the deformed microstructure is transformed into recrystallized crystal nucleus. It is very difficult to study the mechanism of recrystallization nucleation. In this paper, the recrystallization nucleation problem in deformed face-centered cubic metals is studied by using cold rolled columnar nickel and high-purity aluminum samples with cold rolling and then microhardness indentation. Light microscopy, backscattered electron diffraction (EBSD), electron channel contrast (Ecc) and synchrotron radiation differential X-ray technique (DAXM) indicate the change of microstructure in different dimensions. The mechanism of recrystallization nucleation and the effect of local microstructure on nucleation were studied. The nuclei are mainly formed at the tri-grain boundaries and grain boundaries. Most of the nuclei are similar to the surrounding deformed matrix or twinned with one of the surrounding deformed substrates. Only a few nuclei have new orientations different from the deformed matrix. Hardness tests near the tri-grain boundary show that the greater the difference between the hardness of the three grains at the tri-grain boundary, The easier it is to nucleate at this tri-boundary, the more complex crystal orientation rotation patterns appear near the indentation tip in high-purity aluminum samples that are cold-rolled and indented with microhardness. In a series of grains with no original orientation, After cold rolling, the average hardness and nucleation rate of high energy grains in the reservoir are higher. In general, the higher the hardness, the more likely the indentation nucleation is. In addition, the orientation of the nucleation formed at different indentation points of the same grain is not disordered. Instead, they gather in a certain orientation space. The orientation distribution range near the tip of the deformed indentation, It contains the orientation of nucleation formed in annealing. Using advanced synchrotron radiation-based DAXMfor the first time, the recrystallization nucleation behavior inside the sample (high purity aluminum) (indentation tip) has been characterized in situ for the first time. Measuring the deformed structure of a selected area, The microstructure of the above region was then annealed and measured in order to study the effect of the microstructure on nucleation. The results showed that the nucleation evolved from the inoculation region with high storage energy in the deformed microstructure. Through the rapid migration of the large angle grain boundaries in the inoculation region, the grain boundaries are further grown; the orientation of all the nuclei is the same as that of the inoculation regions in the variable morphology; the grain boundary less than 5 擄between the nuclei and the deformed matrix hinders the further growth of the grain boundaries.
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG111

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本文編號：1625802