纯钒的冷轧变形以及再结晶退火研究

摘要

体心立方（BCC）结构的金属变形之后的微观组织较为复杂，其变形机理、显微结构研究相对零散。纯钒是一种BCC结构材料，有着良好的力学性能，然而对于纯钒的变形机理以及再结晶行为研究还较少。本文中选用商业纯钒（99.9％）作为原始材料，通过轧制变形制备不同应变量下的样品；并对变形之后的样品进行退火处理，实验在真空条件下进行，对不同变形量的样品在不同时间下进行退火以分析变形纯钒的再结晶行为。运用金相显微镜（OM）、电子背散射衍射技术（EBSD）等分析手段，用以分析纯钒在不同冷轧变形量之下的纯钒的微观组织的演变以及形变样品在退火之后的再结晶行为。
　　本研究主要内容包括：①纯钒的原始样品为类似柱状晶组织，截面方向的晶粒尺寸为300μm，沿着柱长度方向晶粒尺寸为毫米级；原始样品有较好的力学性能，抗拉强度超过200 Mpa，断裂延伸率超过60%。②纯钒在轧制过程中，应变量的不同使得变形机制略有差异。在低应变量下主要的变形通过晶格的转动和位错的滑移来进行；中应变量下纯钒主要通过位错的滑移、剪切变形和晶格转动来进行，晶格转动对于变形的贡献较小；大应变量条件下纯钒主要是由位错滑移进行，由于位错的滑移使剪切带弯曲破碎，形成了新的晶粒。③纯钒在轧制过程的变形十分不均匀，即使到90%变形量条件下，纯钒的变形也集中在剪切带附近，位错在剪切带周围缠结；同时还观察到某些区域变形很小，此区域内的变形主要是通过晶格转动进行，位错的密度很小。形变量到30%之后观察到了剪切带，随着变形量的增加，剪切带与RD方向的夹角逐渐减小，在大变形量条件下会形成几种不同取向的剪切带。④由于纯钒的不均匀变形，使得变形样品在退火时候，再结晶形核的先后顺序不一致，完全再结晶得到的等轴晶并不均匀；在变形过程中形成的剪切带沿着一定的取向，使得再结晶晶粒在生长过程中也沿着剪切带的方向，但是完全再结晶之后晶粒并没有明显的取向。

目录

1 绪论

1.1.1 钒金属简介

1.1.2钒元素的基本性能

1.1.3 钒在工业中的应用

1.1.4 纯钒的变形及再结晶研究现状

1.2 金属的主要变形机制

1.2.1 位错的形成与滑移

1.2.2 孪生

1.2.3 晶格转动

1.2.4 扭折

1.3 金属冷轧形变过程中组织演变

1.3.1 宏观分裂

1.3.2 微观组织演变

1.3.3 轧制过程中剪切带的形成

1.3.4 金属轧制变形过程中织构的演变

1.4 形变材料的再结晶

1.5.1 课题研究意义

1.5.2 课题研究内容

2 实验材料制备及实验方法

2.1.1 实验材料

2.1.2 纯钒冷轧

2.1.3 形变样品退火实验

2.2 实验方法

2.2.1 显微硬度测试

2.2.2 拉伸试验

2.2.3 EBSD微观结构表征

3 纯钒形变过程中的微观组织结构演变

3.1 原始态样品光学显微组织以及拉伸实验

3.2 不同变形量下的EBSD结果分析

3.2.1 10%变形量EBSD形貌分析

3.2.2 30%变形量EBSD形貌分析

3.2.2 50%变形量EBSD形貌分析

3.2.4 70%变形量EBSD形貌分析

3.2.5 90%变形量EBSD形貌分析

3.3 晶粒取向分析.

3.3.1 晶粒的统计性分析

3.4 本章小结

4 不同应变量下轧制样品的再结晶研究

4.1 50%变形量再结晶行为研究

4.2 70%变形量再结晶行为研究

4.4 本章小结

5 结论

致谢

参考文献