升溫速率對低碳無取向電工鋼脫碳退火組織及織構(gòu)的影響(編輯修改稿)
2025-09-05 05:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 很難利用回復過程中的結(jié)構(gòu)調(diào)整造成大角 度晶界兩側(cè)的位錯密度呈現(xiàn)明顯的差異, 因此難以 產(chǎn)生足夠的驅(qū)動力使原始大角度晶界向高密度位 錯晶粒弓出, 即原始晶界弓出機制不易實現(xiàn)。 另一 方面, 原始晶界弓出機制多數(shù)情況下都在低應變材 料的再結(jié)晶過程中發(fā)生, 而對于高應變(壓下率為 80%)材料來說, 其內(nèi)部的組織條件更有利于亞晶聚 合機制的進行, 因為冷軋組織中的某些形變亞晶可 直接作為再結(jié)晶核心完成再結(jié)晶轉(zhuǎn)變. 故用亞晶聚 合機制討論本實驗中{001}120織構(gòu)的形成更加圖 2 低碳電工鋼在不同工藝條件下的脫碳退火組織 Decarburized microstructures in lowcarbon electrical steels under different processing conditions (ND and RD de note the normal direction and rolling direction of the sample, respectively)(a) H1DA2: 25 ℃/s, 900 ℃, 2 min(b) H1DA2: 25 ℃/s, 900 ℃, 15 min(c) H1DA3: 11 ℃/s, 900 ℃, 6 min(d) H1DA3: 11 ℃/s, 900 ℃, 15 min (e) H1DA1: 25 ℃/s, 780℃, 15 min合理.對 2 種升溫速率下樣品表層再結(jié)晶晶粒的不同 面織構(gòu)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn), 慢速升溫時, 樣品表層的再結(jié)晶晶粒中{111}取向晶粒含量高達 %, 而{110}和{100}取向晶粒的總含量低于 8%。 在快速升溫條件 下, 表層再結(jié)晶織構(gòu)中{111}取向晶粒的含量降至%, 同時{110}和{100}取向晶粒的含量均有所 提高, 如圖 4 所示. 與圖 3 對比可以看到, 最終的柱 狀晶織構(gòu)與樣品表層的再結(jié)晶織構(gòu)之間存在較好 的對應關(guān)系.3 分析與討論 溫度梯度對柱狀晶“形核”位置的影響在上述不同的升溫過程中, 樣品內(nèi)部均存在明 顯的溫度梯度, 同時由于升溫速率較快, 再結(jié)晶的 驅(qū)動力大[2], 使樣品沿厚度方向的再結(jié)晶行為呈現(xiàn)一定的梯度, 如圖 5 所示, 即表層的形變晶粒率先 發(fā)生再結(jié)晶, 而心部則仍處于回復狀態(tài)或只發(fā)生少 量的再結(jié)晶行為. 由此可見, 升溫過程中的溫度梯 度使樣品的形變儲能沿厚度方向呈梯度分布, 且由 表及里逐漸增大, 在較高溫度下, 表層率先完成再 結(jié)晶的晶粒則可以借助這種形變儲能梯度迅速長 大[20], 從而促使柱狀晶“晶核”的形成, 而心部的兩相 晶粒(a+g)之間則由于相互的釘扎作用在有效時間 內(nèi)難以長大, 最終形成如圖 2a 和 c 所示的心部組織Color online圖 3 不同升溫速率下脫碳退火樣品的 EBSD 圖及相應的φ2=45176。截面取向分布函數(shù)(ODF)圖 EBSD maps (a, b) and corresponding orientation distribution functions (ODFs) (c, d) at φ2=45176。 section under heat ing rates of 11 ℃/s (H1DA3) (a, c) and 25 ℃/s (H1DA2) (b, d)40Recrystallizedtextureatsurfaceunderslowheatingcondition Recrystallizedtextureatsurface underrapidheatingcondition200Areafraction/%{111} {110} {100}Textureponent圖 4 不同升溫速率下樣品表層的再結(jié)晶織構(gòu)統(tǒng)計 Statistics for recrystallized textures in the surface layer at different heating rates圖 5 慢速升溫下的部分再結(jié)晶組織 Partially recrystallized microstructure at slow heat ing rate形態(tài). 此外, 由于冷軋板的形變沿厚度方向并非均 勻分布, 其中表層及次表層處由于在冷軋過程中受 到較大的剪切作用, 因此相比而言具有更大的形變 量, 而這對樣品在后續(xù)退火升溫過程中沿厚度方向 產(chǎn)生的再結(jié)晶梯度亦有一定的貢獻.不同的升溫速率對應樣品內(nèi)部不同的溫度梯 度, 此時柱狀晶的“形核”方式亦有所不同. 由文獻 [20]可知, 升溫過程中, 薄板內(nèi)的溫度分布不均勻, 其 內(nèi)部的溫度場 T (x,t) 可以用如下公式進行經(jīng)驗計算:236。 2x233。Ts(t) Tf 249。252。T (x,t) = Tf + [Ts(t) Tf]exp237。 h ln234。253。 (1)238。 235。Tm (t) Tf254。式中, x 和 h 分別表示樣品表面以下的某一深度和 樣品的厚度, t 是升溫時間, Ts(t) 和 Tm(t) 分別是樣 品在升溫過程中表面與心部的溫度, Tf 是爐膛的退 火溫度. 對式(1)中的 x 求偏導數(shù), 得到:圖 6 不同升溫速率下樣品內(nèi)部的溫度分布曲線示意圖 Schematic of temperature profiles within the sam ples under different heating conditions (T, as Y axis, is the temperature at a certain depth in the sample during the heating process, and 2x/h, as X axis, shows a certain depth along the sample′ s ND。 Ts isthe temperature at the sample′s surface。 T0 is the crit?T (x,t)2[Ts(t) Tf]233。Tm(t) Tf249。ical temperature for the formation of columnar nu?x =h ln234。 ?clei。 S and R denote the slow and rapid heating con236。 2x235。Ts(t) Tf 233。Ts(t) Tf 249。252。ditons, respectively。 DR and DS are the critical depthexp237。 h ln234。 253。(2)in the sample for the formation of columnar 39。39。nuclei39。39。238
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