【正文】 降。一些晶?？梢钥焖匍L(zhǎng)大，并不斷消耗基體中的小晶粒，而基體晶粒的長(zhǎng)大受到抑制，因此出現(xiàn)晶粒尺寸的雙峰 (bimodal) 分布方式，(b) 的stage 2階段。對(duì)晶粒長(zhǎng)大而言，晶界移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力通常來(lái)自總的界面能的降低。從圖上可以看到，顯微組織形狀和大小有所改變，變?yōu)楸馄綘睿煌瑫r(shí)在晶界處出現(xiàn)微小晶粒，說(shuō)明在此階段再結(jié)晶開始形核。因此，回復(fù)處理在工業(yè)上一般用于去除形變加工后的內(nèi)應(yīng)力，因此也常稱作去應(yīng)力退火[8]。除了每個(gè)晶粒內(nèi)部出現(xiàn)大量的滑移帶或?qū)\晶帶外，隨著變形度的增加，原來(lái)的等軸晶粒將逐漸沿其變形方向伸長(zhǎng)，稱為纖維組織。此外，再結(jié)晶形核通常是在原晶粒邊界處發(fā)生，所以原始晶粒尺寸越小，形核率及長(zhǎng)大速率越快，所形成的再結(jié)晶晶粒更小，而再結(jié)晶溫度也降低。因此，經(jīng)塑性變形的材料具有自發(fā)恢復(fù)到變形前低自由能狀態(tài)的趨勢(shì)。如需保證非時(shí)效性，在牌號(hào)末尾加N為SPCEN。 冷軋鋼板材質(zhì)介紹冷軋板材是由熱軋薄板通過(guò)冷壓力加工而得到的產(chǎn)品。 力學(xué)性能測(cè)試力學(xué)性能測(cè)試是在長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)研究所生產(chǎn)的CSS44100型電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。分布函數(shù)圖Figure The distribution function graph of SPCC steel plate before and after production process is optimized when its φ2 is 45176。 應(yīng)用效果及產(chǎn)品性能分析生產(chǎn)工藝優(yōu)化后，SPCC鋼板的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度，屈強(qiáng)比較優(yōu)化前降低，屈強(qiáng)比達(dá)0．6以下，伸長(zhǎng)率達(dá)45 ，γ值為1．4～1．6，完全滿足汽車用板標(biāo)準(zhǔn)的要求。的計(jì)算比較中也得到了證實(shí)。因而最終影響γ 值的提高。在實(shí)際分析中，只需很少的幾步操作，即可得到一張EBSP 譜。 EBSD 法EBSD 法的發(fā)明使材料織構(gòu)測(cè)量技術(shù)進(jìn)入了亞微米數(shù)量級(jí)，從而彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的XRD 法在微觀織構(gòu)研究中的不足。衍射強(qiáng)度正比于發(fā)生衍射晶面的極點(diǎn)密度。所以，鋼在鐵素體軋制后通常會(huì)出現(xiàn)較強(qiáng)的中間狀態(tài)織構(gòu)取向，比如{ 001} 1{ 112} 1{ 554} 22{ 111} 112和{ 111} 110等。 而奧氏體軋制織構(gòu)中，Copper織構(gòu)將主要轉(zhuǎn)化為{ 112} { 113 } 1{ 110} 1{ 210} 120和{ 123} 210四種織構(gòu)組分，其中以{ 112} { 113} 110為主，其取向密度是其它組分的兩倍。 熱軋鋼板的織構(gòu)熱軋鋼板在奧氏體區(qū)軋制時(shí)，會(huì)產(chǎn)生再結(jié)晶織構(gòu)( FT T nγ) 和形變織構(gòu)( Α γ3 FT Tnγ) 。選擇酸洗連軋系統(tǒng)生產(chǎn)的SPCC冷軋薄板產(chǎn)品，研究鋼板的形變織構(gòu)、金相組織、再結(jié)晶溫度、力學(xué)性能，探索退火工藝參數(shù)對(duì)鋼板力學(xué)性能和組織的影響規(guī)律，為天津鐵廠的實(shí)際生產(chǎn)提供參考依據(jù)?？棙?gòu)分析表明，{111}線織構(gòu)是增強(qiáng)鋼板深沖性能的極為有利的織構(gòu)，獲取強(qiáng)的{111}線織構(gòu)對(duì)于提高鋼板的深沖性能具有重要意義。日本IF 鋼的發(fā)展趨勢(shì)。四、研究步驟，撰寫文獻(xiàn)綜述。選擇酸洗連軋系統(tǒng)生產(chǎn)的SPCC冷軋薄板產(chǎn)品，研究鋼板的形變織構(gòu)、金相組織、再結(jié)晶溫度、力學(xué)性能，探索退火工藝參數(shù)對(duì)鋼板力學(xué)性能和組織的影響規(guī)律，為天津鐵廠的實(shí)際生產(chǎn)提供參考依據(jù)。這也是鋼板成形性能改善的主要原因。表 化化設(shè)計(jì)的SPCC鋼化學(xué)成分Table SPCC steel chemical position of optimal design 退火工藝的優(yōu)化優(yōu)化前，由于升溫速度較快，保溫時(shí)間短，產(chǎn)品的晶粒較細(xì),γ值較低，為了提高產(chǎn)品性能，將熱點(diǎn)溫度下調(diào)，冷點(diǎn)溫度適當(dāng)提高，并重新制定了帶罩冷卻時(shí)間及減慢升溫速度。 在前文線密度的計(jì)算比較中也得到了證實(shí)。從出現(xiàn)最佳{111}織構(gòu)的試樣位置來(lái)看，壓下率67% 時(shí)最好，當(dāng)壓下率增大至80%時(shí)退火織構(gòu)反而會(huì)減弱。EBSD 法對(duì)試樣有一定的要求， 試樣要有良好的導(dǎo)電性， 如果試樣有殘余應(yīng)力或存在晶格畸變， 將導(dǎo)致菊池線寬化或模糊， 影響結(jié)果的準(zhǔn)確， 嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行。結(jié)合預(yù)估理論， 人們對(duì)織構(gòu)與材料性能之間的關(guān)系研究更加透徹， 從而使經(jīng)典的XRD法在材料的織構(gòu)研究中仍然占據(jù)著主導(dǎo)地位。若試樣無(wú)織構(gòu)，則強(qiáng)度不變。鐵素體軋制時(shí)的最穩(wěn)定織構(gòu)取向是{ 223} 110，當(dāng)鐵素體軋制之前的初始織構(gòu)處在上述A、B 兩條路徑上時(shí)， 均會(huì)出現(xiàn)沿A、B 路徑向穩(wěn)定取向{ 223} 110轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)。當(dāng)鋼的奧氏體向鐵素體或馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)， 通常遵循KS 關(guān)系， 這相當(dāng)于γ和α兩種晶格共112軸旋轉(zhuǎn)90度。形變織構(gòu)隨形變溫度變化而呈現(xiàn)不同特點(diǎn)。事實(shí)上，鐵素體區(qū)軋制的優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)不止在于成本的降低TakehideSenuma[9 ]在研究軋制及退火工藝過(guò)程中織構(gòu)的形成時(shí)，進(jìn)行了γ區(qū)和α區(qū)熱軋的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)同樣的后續(xù)冷卻及退火后，α區(qū)熱軋板比傳統(tǒng)γ區(qū)熱軋板的γm值最大高1. 5 ，并且在板中部形成更有利于深沖的再結(jié)晶織構(gòu)。 Goss 織構(gòu)將均等地轉(zhuǎn)化為{ 001}100、{ 111}110和{ 112} 110三種織構(gòu)組分。退火織構(gòu)的強(qiáng)度，尤其是{111}組分，主要依賴于熱軋織構(gòu)、晶粒尺寸以及卷取溫度、冷變形程度和合金化學(xué)成分。XRD 法適合于對(duì)材料織構(gòu)信息的整體測(cè)量，由于被測(cè)量的晶粒數(shù)達(dá)幾千個(gè)，因此得到的織構(gòu)信息是一個(gè)宏觀統(tǒng)計(jì)值，能較全面反映出材料的所有不同織構(gòu)信息。所有不同晶面產(chǎn)生的菊池線構(gòu)成了一張電子背散射衍射譜(EBSP)。在50% 壓下率時(shí)，退火織構(gòu)體現(xiàn)了以非{111}為主的織構(gòu)特征，當(dāng)壓下率為62%～67%時(shí)，隨著冷軋壓下率的增加， 有利的{111}織構(gòu)明顯增多，當(dāng)壓下率為15%～67% 時(shí)，退火織構(gòu)具有以{111}為主的織構(gòu)特征1 但是當(dāng)冷軋壓下率達(dá)到80% 時(shí)，其{111}織構(gòu)開始減少，而對(duì)深沖不利的{100}織構(gòu)增加，即在導(dǎo)致織構(gòu)中{111}組分增強(qiáng)的同時(shí)也導(dǎo)致了織構(gòu)從非{111}特征向{111}特征的轉(zhuǎn)化。 說(shuō)明保溫時(shí)間的延長(zhǎng)有利于促進(jìn){111} 織構(gòu)的形成。并且應(yīng)適當(dāng)降低鋼中的碳含量，保證鋼中不存在尺寸較大的鈣鋁硅酸鹽夾雜物和溶有鐵、錳。工藝優(yōu)化前后SPCC鋼板的φ2=45176。轎車用鋼板以冷軋板為主，約占鋼板用量的75 。力學(xué)性能研究對(duì)比研究冷軋態(tài)與各種退火工藝后的拉伸性能，并觀察試樣斷裂后的斷口形貌。主要通過(guò)對(duì)冷軋鋼析的極圖分析和XRD法對(duì)退火和再結(jié)晶后的鋼板的織構(gòu)進(jìn)行分析。目前，汽車用SPCC鋼板的用量占有很大比例，其要求SPCC鋼板具有良好的塑性和一定的沖壓變形能力。在傳統(tǒng)奧氏體區(qū)熱軋的研究基礎(chǔ)上，許多學(xué)者對(duì)于鐵素體區(qū)軋制進(jìn)行了廣泛的探討[4 ，6 ]，在鐵素體區(qū)熱軋不僅在工藝上可行，而且經(jīng)隨后的冷軋及退火在成品的織構(gòu)組成上表現(xiàn)為強(qiáng)烈的{111}〈110〉退火織構(gòu)，使材料具有良好的深沖性能[7 ]。到目前為止，在鋼的研究中所用到的最基本的取向關(guān)系主要有三種[ 6]，即B ( Bain) 、KS ( KurdjumovSachs) 和NW( NishiyamaWassermann) 。鋼的鐵素體溫軋和鐵素體冷軋產(chǎn)生較為相似的鐵素體織構(gòu)，即不完整α取向線( { 001} 110{ 111} 110) 和γ完整取向線( { 111} 112~{ 111 } 110 ，包括{ 554 } 225 ) 。 測(cè)量鋼板織構(gòu)的方法 XRD 法XRD 法的基本原理是將X 射線探測(cè)器置于符合布拉格方程的2θB位置上，試樣圍繞入射點(diǎn)做空間旋轉(zhuǎn)，使各方位的晶粒都陸續(xù)進(jìn)入衍射方位(一般參與衍射的晶粒數(shù)達(dá)數(shù)千個(gè)) ，連續(xù)測(cè)量衍射強(qiáng)度。隨著研究的不斷深入以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，多種由宏觀織構(gòu)信息推算材料各項(xiàng)物理性能的預(yù)估理論相繼發(fā)明[ 2 ]。實(shí)驗(yàn)一般在帶有專門附件的掃描電鏡(SEM )或電子探(EPMΑ ) 上進(jìn)行。但這并不意味著冷軋壓下率越大越好。 ( a)，( b) 也可以發(fā)現(xiàn)，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)， {111}織構(gòu)明顯增加，即在80% 冷軋壓下率的條件下，保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，使{111}織構(gòu)的轉(zhuǎn)化增加了，從而使冷軋薄板的深沖性能得到提高。因此，化學(xué)成分設(shè)計(jì)應(yīng)放硫、控硅、控氮、加鋁。工藝優(yōu)化后SPCC鋼板的γ織構(gòu)明顯增強(qiáng)，即鋼中與板面平行的{111)晶面增多，因此，γ平均值增大，深沖性能也有所提高。 顯微組織觀察將經(jīng)過(guò)熱處理后的試樣進(jìn)行拋光，分別依次用粒度為600，800，1000的砂紙進(jìn)行初次打磨，然后再在拋光機(jī)上進(jìn)行拋光處理，將已經(jīng)拋光好的試樣采用4%HNO3酒精溶液腐蝕，最后用無(wú)水酒精進(jìn)行脫水處理。圖 拉伸試樣圖Figure Figure tensile specimens第三章 冷軋薄板再結(jié)晶試驗(yàn)研究再結(jié)晶退火，是指將鋼加熱到低于相變臨界溫度，并保溫一定時(shí)間，以達(dá)到軟化的目的，以便于金屬切削加工或隨后的冷變形加工。如需保證抗拉強(qiáng)度，在牌號(hào)末尾加T，為：SPCCT。機(jī)械結(jié)構(gòu)用鋼牌號(hào)的表示方法為：S+含碳量+字母代號(hào)（C、CK），其中含碳量用中間值*100表示，字母C表示碳，字母K表示滲碳用鋼。 影響再結(jié)晶溫度的因素1變形程度 金屬的變形程度越大，其儲(chǔ)存的能量也越高，再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力也越大，因此不僅再結(jié)晶溫度隨變形量增加而降低，同時(shí)等溫再結(jié)晶退火時(shí)的再結(jié)晶速度也越快。 再結(jié)晶試驗(yàn)結(jié)果。在回復(fù)階段，由于溫度升高，在內(nèi)應(yīng)力作用下，金屬內(nèi)部的位錯(cuò)會(huì)發(fā)生繼續(xù)滑移現(xiàn)象，將發(fā)生局部塑性變形，從而使得第一類內(nèi)應(yīng)力得到消除，隨著加熱溫度的升高，第一類內(nèi)應(yīng)力基本可以消除。4 回復(fù)過(guò)程對(duì)物理性能的影響較大，電阻率的降低和密度的增加說(shuō)明回復(fù)期間點(diǎn)缺陷的濃度有了明顯的降低 [9] 。表明再結(jié)晶已經(jīng)完成，同時(shí)，出現(xiàn)了再結(jié)晶晶粒的合并與長(zhǎng)大。[10]。當(dāng)退火溫度升高至500℃時(shí)，在等溫半小時(shí)空冷后,試樣硬度緩慢下降，表明此時(shí)再結(jié)晶在緩慢進(jìn)行中。 小結(jié)通過(guò)以上研究表明，對(duì)于所試驗(yàn)材料SPCC鋼來(lái)說(shuō)，當(dāng)退火溫度在450℃～550℃時(shí)試樣的顯微硬度呈緩慢下降趨勢(shì)，表明此時(shí)退火試樣發(fā)生緩慢再結(jié)晶，再結(jié)晶起始溫度為500℃。 實(shí)驗(yàn)方法 SPCC冷軋薄板試樣。每種熱處理工藝的試樣準(zhǔn)備三個(gè)，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。冷軋薄板在軋制后，顯微組織呈纖維狀。而在退火時(shí)間為1h和5h的應(yīng)變相對(duì)較小。表明冷軋態(tài)試樣沿晶脆性斷裂，塑性差。 退火時(shí)間1h下不同退火溫度的顯微硬度曲線 Effect of annealing temperature on microhardness(1h)之所以顯微硬度隨溫度的升高而降低，這是由其顯微組織決定的。隨著退火溫度的升高，材料的屈服強(qiáng)度下降；但應(yīng)變變化比較復(fù)雜：當(dāng)退火溫度為680℃時(shí)，其應(yīng)變值最大，可以達(dá)到40%。(b)710℃。另一方面，目前也有一些人把晶體的觀念進(jìn)一步拓寬，認(rèn)為取向分布本身就是晶體學(xué)織構(gòu)，因而有了“隨機(jī)織構(gòu)”的說(shuō)法。再根據(jù)具體情況畫出等密度線，即可制成通常分析織構(gòu)所用的極圖。為了細(xì)致、精確并且用定量地分析織構(gòu)，需要建立一個(gè)利用三維空間描述多晶體取向分布的方法，這就是取向分布函數(shù)分析法，簡(jiǎn)稱ODF法。將強(qiáng)度分級(jí)，按其相應(yīng)的方位標(biāo)在極射赤面投影圖上，就得到極圖，由極圖即可分析出試樣的織構(gòu)信息。圖 XRD測(cè)量織構(gòu)示意圖Figure The Schematic diagram of XRD texture measurements 實(shí)驗(yàn)分析與討論 退火過(guò)程中的織構(gòu)演變。) 。當(dāng)退火溫度為730℃,α絲織構(gòu)顯著降低,但(001) 110 和(112) 110 織構(gòu)組分都有一定程度的保留。,45176。當(dāng)退火溫度達(dá)到930 ℃時(shí),γ絲織構(gòu)組分開始降低,強(qiáng)點(diǎn)位置發(fā)生很大的偏移,γ絲織構(gòu)逐漸被拉斷, 并且開始出現(xiàn)諸如( 112) 111 、( 110) 111 等新的織構(gòu)類型。500℃、550℃、600℃和650℃三個(gè)溫度是冷軋鋼板在退火過(guò)程中組織發(fā)生明顯變化的關(guān)鍵點(diǎn),這四個(gè)溫度點(diǎn)的試樣組織形態(tài)對(duì)于分析組織演變過(guò)程很有代表性, 其織構(gòu)特征的變化也可以體現(xiàn)織構(gòu)轉(zhuǎn)變的主要特點(diǎn)。此時(shí){100}011，{112}110取向明顯降低，而γ取向線上的取向密度有所上升。（2,隨著退火溫度的升高,α絲織構(gòu)沒有發(fā)生明顯的變化,γ絲織構(gòu)卻受到破壞。（4）{111}線織構(gòu)是增強(qiáng)鋼板深沖性能的極為有利的織構(gòu)，獲取強(qiáng)的{111}線織構(gòu)對(duì)于提高鋼板的深沖性能具有重要意義。在不同的溫度下α和γ取向密度呈現(xiàn)不同的分布。{111}線織構(gòu)是增強(qiáng)鋼板深沖性能的極為有利的織構(gòu)，獲取強(qiáng)的{111}線織構(gòu)對(duì)于提高鋼板的深沖性能具有重要意義。圖 Figure The texture Transformation in cold rolled steel, 在500℃剛剛開始形核的時(shí)候,{111}取向線{111}110位置有新織構(gòu)產(chǎn)生的跡象, 在550℃時(shí), {111}取向線上的織構(gòu)普遍增強(qiáng)而非{111}織構(gòu)特征明顯減弱, 到600℃再結(jié)晶幾近結(jié)束的時(shí)候, 織構(gòu)已體現(xiàn)為典型{111}特征而且已經(jīng)看不到非{111}織構(gòu)的跡象。 The ODF diagram of steel under different annealing temperatures(a)冷軋態(tài)；(b)730℃退火；(c)769℃退火；(d)860℃退火；(e)930℃退火；(f)970℃退火Figure The fibrous texture of steel(a)α絲織構(gòu)；(b)γ絲織構(gòu) 再結(jié)晶過(guò)程中的織構(gòu)演變金屬再結(jié)晶是一個(gè)生核及核長(zhǎng)大的過(guò)程。,55176。,55176。,55176。其中α絲織構(gòu)主要為(001) 110 、(112) 110 織構(gòu)組分,其對(duì)應(yīng)的歐拉角分別為(90176。XRD 法能使材料中上千個(gè)晶粒參與衍射, 得到的是宏觀統(tǒng)計(jì)分布概念上的全部織構(gòu)信息。該表示法以固定在被測(cè)多晶材料試樣上的立體試樣上的立體直角坐標(biāo)架OABC參照，而以固定在各晶粒上的坐標(biāo)架OXYZ相對(duì)于OABC的Euler角{}表示該晶粒的取向g即 (51)設(shè)ΔV/V為試樣中晶粒取向處于含有{}的取向元中試樣體積分?jǐn)?shù)，則{}處取密度ω{}的定義是