形变热处理对Cu-Ni合金基带再结晶织构与退火孪晶的影响

摘要

近年来，Cu-Ni 合金因作为 YBCO 涂层导体最理想的金属基带材料而备受关注。目前，制备双轴织构 Cu-Ni 合金基带最常用的方法是轧制辅助双轴织构技术(RABiTS)，但值得注意的是，该方法得到的基带会形成一定含量的退火孪晶，而孪晶的存在将显著降低超导基带的导电性。同时，由于超导性能与立方织构的含量和尖锐度密切相关，所以研究立方织构的形成机制与演变规律将意义重大。因此，本文以不同成分的 Cu-Ni 合金为研究对象，系统地研究了 Cu-Ni 合金基带轧制变形和再结晶退火时显微硬度、微观组织与织构的演变规律，并着重分析了退火孪晶的形成和演变机制，以及形变量和合金成分对再结晶组织与织构的影响。　　对无磁性Cu56Ni44合金基带退火孪晶形成动力学的研究表明：退火孪晶的形成与晶界迁移速率以及立方织构的形成密切相关。低温退火时，不同形变量合金基带的退火孪晶具有相同的变化趋势，即随着退火时间的延长逐渐增加，并最终趋于稳定；随着总变形量的增大，退火孪晶的形成速度加快，但其最终稳定值反而降低。另外，随着退火温度的升高，退火孪晶的形成速率增加，孪晶含量达到峰值的时间缩短，随后由于立方取向晶粒的快速增长形成较强的立方织构，从而导致退火孪晶的含量显著降低。　　对不同形变量 Cu-Ni 合金基带高温退火的研究表明：不同变形量的 Cu-Ni 合金基带高温退火时，增加形变量和合金中的 Cu 含量有利于加强立方织构的形成，当变形量大于 90%时，立方织构会出现跨越式的增长。随着立方取向晶粒的逐渐增加，大角度晶界和退火孪晶界的含量逐渐减少。　　对大应变量Cu56Ni44合金基带不同退火工艺的研究表明：在两步退火工艺中，随着预退火温度的升高，试样的综合性能逐渐提高，但当温度过高时，两步退火后的综合性能将明显低于单步高温退火。同时，随着高温阶段退火温度的升高，立方织构的含量逐渐增加，但立方织构的强度却先增大后减小。综合比较可得，高温阶段的最佳退火温度为1000 ℃。

目录

1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2.1 轧制微观组织

1.2.2 轧制织构

1.3.1 再结晶的形核与长大

1.3.2 晶粒长大

1.3.3 立方晶粒的形成与长大

1.4 退火孪晶

1.5.1 研究的主要内容

1.5.2 研究的意义

2 实验材料与分析方法

2.1 实验材料的选择

2.2 实验材料的制备及工艺

2.2.1 轧制工艺

2.2.2 退火工艺

2.3 实验分析方法

2.3.1 EBSD技术

2.3.2 XRD技术

2.3.3 显微硬度测试技术

2.4 本章小结

3 Cu-Ni合金基带的再结晶退火研究

3.1 实验材料及表征方法

3.2 Cu-Ni合金基带再结晶织构的演变研究

3.3 Cu56Ni44合金基带的两步退火研究

3.3.1 实验材料的选择

3.3.2 低温阶段退火温度对立方织构的影响

3.3.3 高温阶段退火温度对立方织构的影响

3.4 本章小结

4 无磁性Cu56Ni44合金基带中退火孪晶的形成与演变

4.1 实验材料及表征方法

4.2 不同形变量Cu56Ni44合金基带再结晶温度的研究

4.3 不同形变量下退火孪晶的形成与演变

4.3.1 微观组织结构与参数的演变

4.3.2 结果分析与讨论

4.4 不同退火温度下退火孪晶的形成与演变

4.4.1 微观组织结构与参数的演变

4.4.2 结果分析与讨论

4.5 本章小结

5 结 论

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录

B. 学位论文数据集

致谢