【正文】 冷軋態(tài)試樣的拉伸斷口形貌類似于冰糖塊。表明冷軋態(tài)試樣沿晶脆性斷裂，塑性差。而退火后的拉伸試樣斷口形貌與之相比有明顯的區(qū)別：退火后的拉伸斷口形貌呈45176。剪切斷裂。表明試樣在拉伸時(shí)，在拉應(yīng)力作用下產(chǎn)生塑性變形，晶粒開始滑移，延展性有了大幅度提高。在剪切應(yīng)力作用下，試樣斷裂。 The fractured morphology of coldrolled specimen after the tensile 退火溫度對顯微硬度的影響。從圖可以看到，SPCC冷軋鋼板在退火溫度為650℃，退火時(shí)間為1h的條件下，當(dāng)退火溫度升到710℃時(shí)，顯微硬度下降到HV100。這表明，在退火時(shí)間1h的條件下，顯微硬度隨溫度的升高而降低。 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。冷軋薄板在軋制后，顯微組織呈纖維狀，內(nèi)部殘余應(yīng)力較大。因此，其硬度較高。在經(jīng)退火處理后，冷軋板發(fā)生再結(jié)晶，由纖維狀組織逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S晶粒。但當(dāng)退火時(shí)間較短，退火溫度相對較低時(shí)（650℃），金相組織中的晶粒排列成一定的取向，因而顯微硬度較高。隨著退火溫度的升高，在退火溫度升高到680℃時(shí)，組織已經(jīng)變成等軸晶，內(nèi)應(yīng)力消失，因而顯微硬度降低。 退火溫度對拉伸性能的影響通過研究當(dāng)抗拉強(qiáng)度達(dá)640MPa，幾乎沒有應(yīng)變產(chǎn)生，這就意味著該鋼板很容易脆斷，難以進(jìn)行塑性加工。因此，鋼板在冷軋后都要進(jìn)行退火處理，用以增加塑性。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%。而在650℃和710℃退火時(shí)的應(yīng)變相對較小。這種現(xiàn)象是與其顯微組織密切相關(guān)的。前文已經(jīng)說明，在退火時(shí)間1條件下，由于時(shí)間較短，退火溫度也相對較低的650℃退火時(shí)，組織中還可以看到晶粒的排列成一定的取向，存在一定的殘余應(yīng)力，造成強(qiáng)度較高，塑性相對較低；當(dāng)在較高的710℃退火時(shí)，晶粒又長大的現(xiàn)象，因此其強(qiáng)度和塑性都相對較低。當(dāng)在較長時(shí)間退火時(shí)，退火溫度對拉伸性能的影響又有變化。隨著退火溫度的增加，拉伸屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度降低；但是對塑性應(yīng)變影響較大，即：隨著退火溫度的升高，塑性應(yīng)變下降。這可能是由于隨著溫度的升高，晶粒度增加有關(guān)；同時(shí)，組織中已經(jīng)破碎的碳化物，開始在鐵素體中長大所致。Figure Different annealing temperature of the stress strain curves (1h)(a)unheatment。(b)710℃。(c)680℃。(d)650℃ 小結(jié)通過以上罩式退火對SPCC鋼的影響研究，得到以下主要結(jié)論：（1）退火時(shí)間對顯微硬度有明顯的影響。隨著退火時(shí)間的延長，顯微硬度呈下降趨勢；（2）退火時(shí)間也相對較短時(shí)造成強(qiáng)度較高，塑性相對較低；當(dāng)退火時(shí)間較長時(shí)，晶粒會產(chǎn)生回復(fù)與再結(jié)晶的現(xiàn)象，因此其強(qiáng)度和塑性都相對較低；（3）當(dāng)溫度為650℃時(shí)，SPCC鋼的強(qiáng)度和塑性都相對較好。第五章 織構(gòu)分析 晶體學(xué)織構(gòu)當(dāng)多晶體各晶粒的取向聚集到一起時(shí)多晶體內(nèi)就會呈現(xiàn)織構(gòu)現(xiàn)象。一般認(rèn)為，許多晶粒取向集中分布在某一或某些取向位置附近時(shí)稱為擇優(yōu)取向。擇優(yōu)取向的多晶體取向結(jié)構(gòu)稱為織構(gòu)。根據(jù)近些年來的研究，許多人認(rèn)為晶體學(xué)織構(gòu)的概念應(yīng)是：多晶體取向分布狀態(tài)明顯偏離隨機(jī)分布的取向分布結(jié)構(gòu)。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)”的說法。由此可見，晶體學(xué)織構(gòu)的概念也在不斷發(fā)展之中。 極圖與極密度分布如果把一多晶體內(nèi)所有的晶粒都作取向的極射赤面投影，則會在球面上得出許多投影點(diǎn)來。把每個(gè)點(diǎn)所代表的晶粒體積作為這個(gè)點(diǎn)的權(quán)重，則這些點(diǎn)在球面上的加權(quán)密度分布稱為極密度分布。通常球面上極密度分布在赤面上的投影分布圖稱為多晶體極圖。假如多晶體內(nèi)無織構(gòu)，極密度分布在整個(gè)球面的分布將是均勻的。反之，極密度分布在極圖上不均勻，有些地方極密度值會比較高。根據(jù)極密度的高低可算出赤面投影后的極圖密度分布。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。 極圖的測量。該裝置可在某{H K L}晶面2θ衍射位置記錄衍射強(qiáng)度。測量過程中將樣品繞其X向軸或Y向作α轉(zhuǎn)動(dòng)，并繞Z向作β轉(zhuǎn)動(dòng)，就可以測到樣品不同方位（α，β）處{H K L}晶面的衍射強(qiáng)度。實(shí)際應(yīng)用的X射線級密度自動(dòng)測量裝置可以自動(dòng)完成上面所述的操作。選定不同的2θ角就可以測得不同的{H K L}極圖數(shù)據(jù)。中子等其他射線也可以用來測量極圖數(shù)據(jù)。圖 （反射法） Xray poledensity diagram of automatic measuring device (reflection method) 取向分布函數(shù)極圖或極密度分布函數(shù)所使用的是一個(gè)二維空間，它上面的一個(gè)點(diǎn)不足以表示三維空間內(nèi)的一個(gè)取向，因此用極圖分析多晶體織構(gòu)或取向時(shí)會產(chǎn)生一定的局限性和困難。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，簡稱ODF法。 1965年Bunge和Roe各自獨(dú)立地正式提出了材料織構(gòu)的晶粒取向分布函數(shù)表示法及測算方法。該表示法以固定在被測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(52)并有(53)ω{}直接、一義并定量地表達(dá)了試樣中晶粒取向的分布的現(xiàn)代化；并促使織構(gòu)分析的現(xiàn)代化；并促使織構(gòu)研究的外延迅速擴(kuò)展，內(nèi)含急劇深化。 XRD 法本實(shí)驗(yàn)采用XRD法進(jìn)行織構(gòu)分析。，XRD 法的基本原理是將X 射線探測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)測量衍射強(qiáng)度。若試樣無織構(gòu)，則強(qiáng)度不變。 若試樣存在織構(gòu)，強(qiáng)度則隨試樣的方位而變化。衍射強(qiáng)度正比于發(fā)生衍射晶面的極點(diǎn)密度。將強(qiáng)度分級，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。測量是在帶有織構(gòu)測量附件的X 射線衍射儀上進(jìn)行。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?？棙?gòu)與材料的性能有著密切的關(guān)系, 由XRD 法得到的織構(gòu)信息通過數(shù)學(xué)計(jì)算, 可推算出材料在各個(gè)方向上的物理性能。對于深沖鋼板, 可推算出沿板面內(nèi)各方向的平面塑性應(yīng)變比R 值。 對于電工鋼而言, 可以預(yù)估電工鋼鋼板表面內(nèi)各方向的磁性、鐵損等重要物理性能。XRD 法能得到鋼板的宏觀統(tǒng)計(jì)織構(gòu)信息, 通過對鋼板生產(chǎn)工藝參數(shù)與織構(gòu)關(guān)系的研究,能對進(jìn)一步優(yōu)化鋼板生產(chǎn)工藝提供理論依據(jù)。結(jié)合性能預(yù)估理論能推算出鋼板的物理性能, 對材料整體宏觀性能的評價(jià)有其獨(dú)到之處。圖 XRD測量織構(gòu)示意圖Figure The Schematic diagram of XRD texture measurements 實(shí)驗(yàn)分析與討論 退火過程中的織構(gòu)演變。可見,冷軋織構(gòu)由很強(qiáng)的α絲織構(gòu)( 110 ∥R. D. ) 和γ絲織構(gòu)({111} ∥N. D. )組成。其中α絲織構(gòu)主要為(001) 110 、(112) 110 織構(gòu)組分,其對應(yīng)的歐拉角分別為(90176。,0176。,45176。) 、(90176。,40176。,45176。) 。γ絲織構(gòu)主要為(111) 110 和(111) 112 織構(gòu)組分,其對應(yīng)的歐拉角分別為(0176。,55176。, 45176。) 、(30176。, 55176。, 45176。) 。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。γ絲織構(gòu)整體水平有大幅增加, (111) 112 織構(gòu)組分明顯增多,但(111) 110 卻略有降低,最強(qiáng)點(diǎn)出現(xiàn)在(0176。,55176。,45176。) 位置上。當(dāng)退火溫度達(dá)到769 ℃時(shí),α絲織構(gòu)降至最低, ( 001) 110 織構(gòu)組分幾乎消失,(112) 110 織構(gòu)組分雖略有保留,但也只是保持在很弱的水平上。γ絲織構(gòu)繼續(xù)加強(qiáng), (111) 112 織構(gòu)組分繼續(xù)增多,最強(qiáng)點(diǎn)出現(xiàn)在(0176。,55176。,45176。) 和(60176。,55176。,45176。) 位置上, (111) 110 織構(gòu)組分繼續(xù)降低。當(dāng)退火溫度繼續(xù)提高時(shí),除(112) 110 織構(gòu)略有增加外,α絲織構(gòu)沒有明顯變化。γ絲織構(gòu)則有較大的改變。當(dāng)退火溫度為860 ℃時(shí), ( 111) 110 織構(gòu)組分越來越少, (111) 112 織構(gòu)雖然繼續(xù)增強(qiáng),但強(qiáng)點(diǎn)位置已經(jīng)開始出現(xiàn)偏移的跡象,從ODF 圖上可以看出,γ絲織構(gòu)開始呈現(xiàn)出被拉斷的趨勢。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。當(dāng)退火溫度達(dá)到970 ℃時(shí),γ絲織構(gòu)被徹底拉斷, ( 112) 111 、( 110) 111 等新的織構(gòu)組分顯著增加。 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)晶過程中的織構(gòu)演變金屬再結(jié)晶是一個(gè)生核及核長大的過程。核在什么取向位置生成以及哪些核能夠最終長大不僅很大程度上受到冷變形金屬的化學(xué)成分、變形量和隨后加熱工藝條件的影響。而且尤其要受到變形晶粒取向的影響。因此，再結(jié)晶后多晶材料往往會生成再結(jié)晶織構(gòu)。取向分布函數(shù)法問世以來，使得人們可以對再結(jié)晶進(jìn)行更為精確、細(xì)致的觀察分析。通過與上述鋼的織構(gòu)的比較，本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如下。，500℃、550℃、600℃和650℃三個(gè)溫度是冷軋鋼板在退火過程中組織發(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)對于分析組織演變過程很有代表性, 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)。為便于分析, 將這幾種不同溫度情況下所變化冷軋織構(gòu)放在一起進(jìn)行比較。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。這說明{111}織構(gòu)從再結(jié)晶的形核階就已經(jīng)開始形成, 而且在其形成和初始長大過程中吞噬了非{111}織構(gòu)組分。從600℃織構(gòu)與最終退火織構(gòu)的比較可以看出, 最終{111}織構(gòu)比再結(jié)晶剛剛結(jié)束時(shí)的{111}織構(gòu)明顯較強(qiáng), 說明在初始再結(jié)晶結(jié)束后的進(jìn)一步晶粒長大過程中, {111 }取向晶粒具有優(yōu)先長大的特點(diǎn)。圖 Figure The ODF diagram of Coldrolled steel，材料中織構(gòu)呈現(xiàn)典型的體心立方金屬冷軋織構(gòu)，晶粒取向主要聚集到α取向線和γ取向線周圍，形成{100}011旋轉(zhuǎn)立方織構(gòu)，{112}110取向和{111}線織構(gòu)。從顯微結(jié)構(gòu)照片中可以看出，450度550度退火后，再結(jié)晶不完全，隨著再結(jié)晶溫度（退火溫度）的增加，α取向線和γ取向線上的取向密度都逐漸減弱。當(dāng)再結(jié)晶溫度升高到600度時(shí)，由顯微結(jié)構(gòu)照片可以看出，再結(jié)晶基本完成，形成細(xì)小的等軸晶。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。繼續(xù)升高溫度至650度，材料中取向主要聚集在γ取向線周圍，形成較強(qiáng)的{111}線織構(gòu)。{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)對于提高鋼板的深沖性能具有重要意義。 小結(jié)以上研究表明，研究SPCC鋼的織構(gòu)分析目前應(yīng)用最廣泛的是XRD法。通過對鋼的再結(jié)晶和退火過程中鋼的研究對鋼的性能有了更深入的了解。對于指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)際有重要意義。得出如下結(jié)論：（1）研究冷軋鋼板, 其{111}織構(gòu)從再結(jié)晶的形核階段就已經(jīng)開始形成, 而且在其形成和初始長大過程中吞噬了非{111}織構(gòu)組分。在初始再結(jié)晶結(jié)束后的進(jìn)一步晶粒長大過程中, {111}取向晶粒具有優(yōu)先長大的特點(diǎn)。（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。（3）再結(jié)晶織構(gòu)：450℃550℃。在不同的溫度下α和γ取向密度呈現(xiàn)不同的分布。第六章 結(jié)論本文對冷軋SPCC鋼板進(jìn)行了再結(jié)晶溫度測試以及織構(gòu)分析，并研究了退火工藝對顯微組織的影響，得到以下結(jié)論：（1）再結(jié)晶溫度研究表明，冷軋SPCC鋼板在450℃退火發(fā)生回復(fù)，到500℃時(shí)，開始再結(jié)晶， 600℃完成再結(jié)晶。（2）在試驗(yàn)范圍內(nèi)，退火工藝對SPCC鋼的顯微組織有一定的影響。即：當(dāng)退火時(shí)間較長時(shí)，晶粒會產(chǎn)生回復(fù)與再結(jié)晶的現(xiàn)象，因此其強(qiáng)度和塑性都相對較低。（3）利用XRD法研究退火及再結(jié)晶溫度對SPCC鋼板的織構(gòu)的影響。對于冷軋鋼板，晶粒取向主要聚集到α取向線和γ取向線周圍，形成{100}011旋轉(zhuǎn)立方織構(gòu)，{112}110取向和{111}線織構(gòu)。（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)對于提高鋼板的深沖性能具有重要意義。參考文獻(xiàn)[1] 王先進(jìn)， 等1 薄板成型性能[M] 1 北京： 北京科技大學(xué)出版社， 19871[2] 胡世光，