高密度脉冲电流对H59双相黄铜微观形貌及织构的影响

摘要

外场下微观结构的演变一直是材料科学中处于令人关注的研究内容。目前关于脉冲电流对金属材料微观结构的研究主要集中在电流处理对晶粒细化的研究，关于电流作用下晶粒取向的研究甚少。本论文对冷轧H59双相黄铜板进行脉冲电流处理，借助金相观察、TEM观察、EBSD分析、宏观织构ODF分析，以及显微硬度等分析测试手段，研究了高密度脉冲电流对冷轧H59双相黄铜相变微观结构和织构的演变并讨论其相关机理。
　　对H59双相黄铜板材分别进行形变量为10％、20％、30％、40％的冷轧处理。通过研究不同形变量下H59双相黄铜中α和β'两相宏观织构的演变，发现在冷轧形变量达到30％之后H59双相黄铜内部的主要的织构类型和强度变化趋势趋于稳定，基于此结论，我们确定以30％形变量作为脉冲电流处理试样的初始轧制形变量。
　　对形变量为30％的H59粗晶黄铜进行脉冲电流处理，为了研究电流施加方向的不同对织构演变的影响，采用相同的脉冲电流密度值1.32×106A/cm2，引起试样温升为730℃，该条件下基体发生固态相变。研究结果表明，当电流施加方向与轧向平行，即成0°时，电流处理后织构极密度水平较低，晶粒随机分布;当电流施加方向与轧向成30°时，电流处理后晶粒沿一定取向排列，织构极密度水平较高。通过金相形貌观察获悉，电流施加方向的不同引起晶粒尺寸大小的不同，电流方向与轧向平行时，晶粒平均尺寸约为18μm;轧向与电流施加方向成30°时平均晶粒尺寸约为34μm，在晶界处可以观察到大量条状析出相;电流施加方向与轧向成60°和90°时，晶粒长大，分布更加均匀化，平均晶粒尺寸分别为40μm和42μm。
　　借助TEM分析测试手段，比较了相同电流密度下，电流施加方向对微观形貌的影响。实验结果发现脉冲电流处理后，原始冷轧处理样品中的形变组织消失，当电流施加方向与轧向平行时，局部区域可以观察到少量孪晶的生成;当轧向与电流施加方向成30°时，可以观察到大量的孪晶存在，这一结果与宏观织构结果吻合，说明该条件下的晶粒分布具有一定的取向性;轧向与电流施加方向成60°和90°时，相变晶粒长大。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 黄铜简介

1．2 脉冲电流在材料中的应用

1．2．1 电迁移现象

1．2．2 电致塑性效应

1．2．3 电流对金属材料凝固组织的影响

1．2．4 晶粒细化技术及超细晶材料的制备方法

1．3 本实验的研究目的及意义

第2章 实验材料与方法

2．1 实验材料

2．2 金相组织观察

2．3 织构的X射线测定

2．3．1 织构样品的制备

2．3．2 织构的测定

2．3．3 ODF分析法简介

2．3．4 面心及体心立方金属的ODF分析

2．4 显微硬度测试

2．5 EBSD的测定

2．5．1 EBSD技术简介

2．5．2 EBSD样品制备

2．6 TEM样品的制备

第三章 轧制形变量及脉冲电流处理对H59双相黄铜织构演化的影响

3．1 引言

3．2 不同轧制形变量下H59双相黄铜的织构演化

3．2．1 不同轧制形变量下H59双相黄铜α相的织构演化

3．2．2 不同轧制形变量下H59双相黄铜β’相的织构演化

3．3 电流施加方向H59双相黄铜相变织构的影响

3．3．1 电流施加方向对H59双相黄铜中α相织构的影响

3．3．2 电流施加方向对H59双相黄铜中β’相织构的影响

3．3．3 结果分析

3．4 脉冲电流作用下微观织构研究

3．4．1 电流施加方向与轧向成30°时EBSD结果分析

3．4．2 电流施加方向与轧向成60°时EBSD结果分析

3．5 小结

第4章 脉冲电流处理对H59双相黄铜微观结构和性能的影响

4．1 引言

4．2 电流施加方向不同对样品微观形貌的影响

4．3 轧向与电流方向平行时夹杂物铅颗粒微观形貌的演变

4．4 分析与讨论

4．5 小结

第5章 结论

参考文献

硕士期间发表论文

致谢