【摘要】：無取向硅鋼是重要的軟磁材料,織構(gòu)優(yōu)化是提高其性能的重要手段�，F(xiàn)行工業(yè)生產(chǎn)中的織構(gòu)控制主要集中在弱化不利的γ{111}//ND)織構(gòu),尚無適合工業(yè)化的有效方法增強理想的λ({001}//ND)織構(gòu)。雙輥鑄軋是短流程生產(chǎn)技術(shù),其在硅鋼制備中的應(yīng)用成為國際上的研發(fā)熱點。雙輥鑄軋過程中的快速凝固特點,使帶坯具有獨特的織構(gòu)形態(tài),這必然導(dǎo)致后續(xù)形變和再結(jié)晶過程中的織構(gòu)遺傳演變呈現(xiàn)新特征。然而,雙輥鑄軋制備硅鋼過程中的織構(gòu)演變與控制機理目前尚缺乏系統(tǒng)、深入的研究。本研究以具有λ織構(gòu)和等軸晶粒特征的雙輥鑄軋帶坯為初始材料,經(jīng)傳統(tǒng)冷軋、退火制備出0.35mm、0.20mm厚度的無取向硅鋼板。利用X射線衍射、EBSD (Electronic Backscatter Diffraction)取向分析技術(shù)以及晶體塑性有限元模擬(CPFEM),研究了軋制溫度、軋制壓下率和退火溫度對織構(gòu)演變的影響以及強立方再結(jié)晶織構(gòu)的形成機制；在此基礎(chǔ)上,準(zhǔn)原位研究了立方形變帶依賴基體取向的形成方式；進一步準(zhǔn)原位分析了{113}361晶粒中立方形變帶形成的微觀過程。雙輥鑄軋硅鋼的再結(jié)晶織構(gòu)與冷軋壓下率、軋制溫度、退火溫度密切相關(guān)。室溫和200℃C軋制時,冷軋壓下率對λ、Cube ({001}100)、 η(001//RD)和γ再結(jié)晶織構(gòu)的影響基本一致。隨壓下率增大,Goss({110}001)再結(jié)晶織構(gòu)在60%壓下率時最強而后逐漸減弱,λ、Cube和丫再結(jié)晶織構(gòu)逐漸增強；在82～90%范圍內(nèi)可獲得較強的λ、Cube再結(jié)晶織構(gòu),但壓下率增大到90%時,1,再結(jié)晶織構(gòu)顯著增強。軋制壓下率82%左右、軋制溫度200℃℃以及退火溫度提高至1200℃C,有利于增強λ、Cube再結(jié)晶織構(gòu)、弱化1,再結(jié)晶織構(gòu)。本研究獲得的一個突出成果是在高溫退火后雙輥鑄軋無取向硅鋼獲得了強立方(Cube)再結(jié)晶織構(gòu),其中亞表層立方織構(gòu)較準(zhǔn)確且強度達到7級,中心層立方織構(gòu)偏離至{001}410,強度為5級。初次再結(jié)晶完成時,立方織構(gòu)與γ織構(gòu)、Goss織構(gòu)共存,在高溫退火后,立方晶粒利用尺寸與數(shù)量優(yōu)勢進行長大并最終形成強立方織構(gòu),而Goss與y織構(gòu)顯著弱化。通過高分辨EBSD取向分析發(fā)現(xiàn),立方再結(jié)晶晶粒主要在{111}110和{111}112形變基體的剪切帶以及{001}210、{114}481、{113}361基體的形變帶形核,{111}110形變基體內(nèi)剪切帶與{111}112形變基體內(nèi)數(shù)量相當(dāng),而來自剪切帶的立方晶核數(shù)量稍高于形變帶。晶體塑性有限元模擬給出了剪切帶取向與基體取向的關(guān)系,其中{111}110周圍取向的形變基體可產(chǎn)生近立方取向的剪切帶。利用泰勒模型晶體塑性計算與EBSD取向分析研究了立方形變帶的形成機制。方面,計算顯示初始近立方織構(gòu)可以轉(zhuǎn)動至{001}210、{114}481和{113}361取向位置；另一方面,EBSD取向分析表明{001}210形變晶粒內(nèi)部、{114}481和{113}361形變晶粒的晶界區(qū)域存在立方取向形變帶。綜合計算與實驗分析,塑性變形過程中初始近立方取向發(fā)生取向轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動至{001}210取向的晶粒內(nèi)部保留立方形變帶；轉(zhuǎn)動至{114}481和{113}361取向的晶粒內(nèi),僅能通過晶界約束作用在晶界位置保留立方形變帶。為進一步闡釋立方取向形變帶的形成過程,利用高分辨EBSD取向分析技術(shù)結(jié)合槽型壓縮方法,準(zhǔn)原位分析了初始立方、{001}510和{114}481取向晶粒在塑性變形過程中的微結(jié)構(gòu)與微織構(gòu)演變。發(fā)現(xiàn)立方取向和{001}510取向晶粒內(nèi)保留初始取向；{114}481取向晶粒發(fā)生取向分化。因此,初始立方取向以及初始{001}510取向,在軋制變形中傾向于通過保留初始取向形成(近)立方形變帶。準(zhǔn)原位細致研究了{113}361取向晶粒內(nèi)立方形變帶產(chǎn)生的微觀過程。形變帶最早在與{110}001晶粒近鄰的晶界區(qū)域形成。變形早期形成兩種形變帶形態(tài)：一種是形變帶寬度為2～45μm,隨寬度由窄到寬,形變帶內(nèi)板條狀組織間距幾乎不變而數(shù)量增多,形變帶與基體間的取向差增大,且逐漸靠近立方取向；另一種是與形變基體取向差及內(nèi)部取向幾乎不變。形變帶由晶界向晶內(nèi)發(fā)展,寬度減小,與基體間取向差亦逐漸減小,形變帶內(nèi)部取向轉(zhuǎn)向立方取向的程度降低。由于晶粒的初始取向沿晶界方向波動小于2。、由晶界向內(nèi)的取向波動小于4。,取向擾動不是形變帶形成的主要原因,相鄰晶粒的作用導(dǎo)致該晶界區(qū)域應(yīng)變集中可能是形變帶形成的主要原因。綜上,采用傳統(tǒng)冷軋和退火工藝,實現(xiàn)了鑄軋硅鋼薄帶再結(jié)晶織構(gòu)的優(yōu)化控制,成功制備了強立方再結(jié)晶織構(gòu)的硅鋼板,為基于雙輥鑄軋的高品質(zhì)無取向硅鋼制備奠定了基礎(chǔ)。同時,對立方再結(jié)晶晶粒形核、立方形變帶和剪切帶形成機制的揭示,可推廣應(yīng)用于其它體心立方金屬材料的織構(gòu)控制。
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圖片說明： 第二章材料制備與實驗方法逡逑２．１研制流程和技術(shù)路線逡逑本研究采用圖２．１的研制流程。Ｗ具有初始？Ｌ織構(gòu)的雙蔣鑄軌帶巧為初始材料，經(jīng)逡逑傳統(tǒng)冷乾、退火制各出０．３５ｍｍ、０．２０ｍｍ厚度的無取向旌鋼板。利用ＸＲＤ和ＥＢＳＤ逡逑技術(shù)Ｗ及晶體塑性計算，研巧了靴削溫度、乳制壓下率和退火溫度對織構(gòu)演變的影響逡逑Ｗ及強立方再結(jié)晶織構(gòu)的形成機制，準(zhǔn)原位研究了立方形變帶的形成過程。逡逑邐１雙轅鑄ｆｔ薄帶癥￣逡逑Ｉ邋—邋—邋—邐—邐—邋—邋—邋—邋—邋—邋—邋—邋—Ｉ邐Ｉ邋——W—邋—邐—邋—邋—邋—邋—邋—邋—邋■—W—邋—邋＿邋—邋—邋—邋—邋—邋—邋—逡逑！邐！邐！邐ｒ－｜￣ｉｓ￣￣｜！逡逑Ｉ邐：邐！邐廣化制溫度！逡逑Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐邋邋邋．！逡逑１邐！邐！邐Ｌ邋２００°Ｃ邋Ｉ逡逑Ｉ邐
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圖片說明： 邐第二章材料制備與實驗方法逡逑織構(gòu)測試樣品包括冷化板和退火板，測試面為扯面（ＲＤ－ＴＤ），見圖２．３。從掛鋼逡逑板上切取尺寸為２０ｍｍｘ２０ｍｍ的樣品，依次采用４００￣１５００＃的砂紙將測試面研磨平整、逡逑光亮，用１０％的ＨＦ－Ｈ２Ｏ２溶液進行化學(xué)減薄。之后綜合使用機械研磨和化學(xué)減薄，反復(fù)逡逑多次至目標(biāo)厚度，，最后用稀鹽酸溶液腐蝕樣品表面Ｗ去除應(yīng)力，樣品要求表面平整光亮逡逑且沒有氧化。逡逑本文采用Ｒｉｇａｋｕ公司的ＳｍａｒｔＬａｂ型Ｘ－射線衍射儀進行宏觀織構(gòu)分析。利用自動逡逑織構(gòu)測角臺并按Ｓｄｉｕｌｚ背反射法進行。測定時利用ＣｏＫａ福射，管電壓為４０ＫＶ，管電逡逑流為３０ｍＡ，光源為５ｍｍｘ５ｍｍ的平行光，接收狹縫使用大窗口接收。測量ｙ邋１０｝、｛２００｝逡逑和｛２１１｝Ｈ張不完整極圖，測量范圍為0１由０￣７０°，Ｐ由０￣３６０°，測量步長５°。采用Ｌａｂｔｅｘ逡逑織構(gòu)分析軟件計算取向分布函數(shù)（ＯＤＦ），并用角度間隔為５°的恒９２截面圖表示（Ｂｕｎｇｅ逡逑體系）。逡逑ＮＤ逡逑ｉ、逡逑１Ｔ逡逑邐＂邋＂ｆ邐巧巧邐逡逑／邐宏觀織構(gòu)邐／邋邋邐
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG335;TG142.1

【參考文獻】

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本文編號：2513450