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本论文以IF钢为BCC结构金属的典型材料,定量统计研究了IF钢冷轧变形及退火过程中的组织结构及微织构的变化规律。利用中子衍射测定了冷轧形变织构,用电子通道衬度像、背散射衍射花样(EBSP)取向分析技术着重分析了中等冷轧变形范围的晶粒分裂行为,用透射电子显微镜微区取向分析及小步长EBSP微区取向分析技术定量统计研究了形变过程中的位错界面的宏观取向及晶体学微观取向的变化规律,用EBSP取向分析技术分析了再结晶晶粒与形变基体之间的取向关系。开发了提高EBSP取向图衬度的数据处理方法,即对晶粒平均取向的取向差重构EBSP取向图的方法,显著地提高了局部区域微小取向变化引起的形变组织结构的衬度。
通过深入系统地研究冷轧变形过程中组织结构及微织构的变化规律表明:(1)冷轧形变量30%时形成γ-纤维织构,50%时形成α-纤维织构;γ-纤维织构在50%~70%时迅速增加且强度分布均匀,此后α-纤维织构随形变迅速增加;(2)形变过程中晶粒在不同尺度上发生分裂。定量统计分析ND和RD方向的线扫描累积取向差变化及对平均取向的取向差变化得出,中等应变量时晶粒分裂主要受晶界控制且与α-和γ-织构不存在依赖关系;(3)形变位错界面相对样品坐标系具有宏观取向,即在中、低应变量时位错界面与轧面大致呈±40°左右、在高应变量时近似平行于轧制平面,且相对于晶体学坐标系具有微观取向,即在中、低应变量时与{110}或{112}滑移面的迹线一致。与具有中、高层错能的FCC金属相比在中等应变量时大量出现局部应变的S-剪切带,且局部剪切更容易发生在{112}滑移面上;(4)表征微观组织结构的两个重要参量,即GNBs和IDBs的位错界面间距和界面取向差随应变呈指数规律变化,根据GNBs的晶界强化作用和IDBs的林位错强化作用的线性叠加模型预测的流变应力与实测值完全吻合。
对冷轧IF钢退火进程的研究表明:(1)在回复过程中IF钢的γ-织构晶粒的平均取向差比α-织构下降得更快;(2)γ-织构的再结晶形核首先在冷轧γ-织构形变带内部及界面上形成并消耗γ-织构的形变基体而长大,最终形成再结晶γ-纤维织构。