工业纯钛板材冷轧和退火过程中的微观组织及织构演变

摘要

本文选用具有基面双峰织构分布的热轧退火态的工业纯钛TA1板材，进行冷轧变形和不同温度退火。通过背散射电子显微技术（EBSD）、X射线衍射仪（XRD）等对冷轧及退火状态下的微观组织及织构演变过程进行了系统的研究，分析了冷轧过程中的塑性变形机制、织构的演变以及板材的各向异性，并着重分析了再结晶退火过程中的织构的演变过程。
　　本研究主要内容包括：①在中低变形量（≤40％）时，塑性变形机制主要由孪生和滑移共同作用，其中孪生为主要的变形机制。在大变形量（>40%）时，位错滑移成为主要的变形机制。②变形初始阶段主要产生大量的{112_2}<112_3_>压缩孪晶及少量的{101_2}<101_1>拉伸孪晶。随着变形量的增加，大量的拉伸孪晶在压缩孪晶中产生，即{112_2}-{101_2}二次孪晶。③在较小变形量（<20%）时，织构类型以棱锥面织构为主，表现为较强的各向异性。随着变形量的增大（≥20%），由于二次孪晶作用，逐渐产生了基面织构，棱锥面织构逐渐减弱，使各向异性逐渐减弱，提高了板材的成形性。冷轧变形量达到40%时，基面织构强度达到最强，板材表现为各向同性。但随着变形量的进一步增大，基面织构逐渐消失，棱锥面织构成为主要的织构类型，棱锥面织构又使板材的各向异性增加，不利于板材的成形。④在退火过程中，随着退火时间的延长，孪晶片层逐渐消失，再结晶晶粒逐渐增多，再结晶晶粒进一步长大。随着退火温度的升高及变形量的增加，再结晶进程加剧。⑤变形量为40%的冷轧板材在进行再结晶退火之后，遗传了有利的冷轧基面织构，且随着退火温度的升高，织构强度有所增加，有利于板材的成形。而对于变形量为20%和85%的冷轧板材来说，在不同温度退火之后，织构类型仍主要为棱锥面织构，不利于板材的成形。⑥随着退火温度的升高和退火时间的延长，一些冷轧织构，比如<101_0>//RD变形织构，逐渐减弱至消失，并伴随着新的再结晶织构，比如<112_0>//RD再结晶织构，逐渐形成及增强。

目录

1 绪 论

1.1 钛的应用与发展

1.2 钛的塑性变形机制

1.3 钛的退火及再结晶

1.4 钛的织构

1.5 板材的成形性能

1.6 课题研究的意义及内容

2 实验材料及方法

2.1 实验材料

2.2 轧制

2.3 退火

2.4 拉伸试验

2.5 材料组织表征

3 冷轧过程中微观组织、织构及力学性能的演变

3.1 初始样品的微观组织

3.2 工业纯钛在冷轧过程中的微观组织演变

3.3 工业纯钛在冷轧过程中的织构演变

3.4 工业纯钛在冷轧过程中的各向异性演变

3.5 本章小结

4 退火过程中微观组织及织构的演变

4.1 退火过程中微观组织的演变

4.2 退火过程中织构的演变

4.3 本章小结

5 结 论

致谢

参考文献

附录

作者在攻读学位期间发表的论文目录