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为研究晶粒取向、尺寸、晶界和晶粒与晶粒之间的相互作用等因素对材料塑性变形行为的影响，采用定向凝固的方法制备出柱状晶镍和铝样品，沿垂直于柱状晶生长的方向切割出具有相同原始晶粒结构和取向的系列样品，将样品在满足平面应变的条件下分别冷轧到不同的压下量，采用ECC技术观察晶粒的形变组织，采用EBSP技术测量微区晶体取向，跟踪研究了晶粒在塑性变形过程中微观组织结构和取向的演化。对于柱状晶镍样品，跟踪研究了约200个晶粒在变形过程中晶粒形变带和晶体取向的演变，采用Taylor模型模拟晶粒平均取向的演变，分析了冷轧10％后晶粒应变分布的不均匀性，并跟踪研究了柱状晶在三叉晶界处再结晶的形核过程，讨论了晶体取向、晶粒尺寸和晶粒与晶粒之间相互作用的影响因素。对于柱状晶铝样品，分别定量表征了三种典型取向晶粒在变形过程中晶粒的宏观分裂和微观分裂行为，重点讨论了晶体取向的影响，并建立了一个基于位错滑移的分析模型。此外论文还分析了EBSP技术在测量取向时误差的分布规律，拟合出表征误差的线性函数，提出了一种截线法分析塑性变形所产生的位错界面的特性。
该文的研究主要得出以下结论：
1.晶粒的微观组织结构和晶体取向的演变主要取决于晶体取向，同时还受晶粒尺寸、晶界和晶粒与晶粒之间的相互作用的影响。
2.通过跟踪研究表明，不同取向的晶粒在变形过程中晶体的转动方向和转动角度都不同，模拟表明有些晶粒平均取向的演变符合Taylor模型，而有些晶粒平均取向的演变不符合Taylor模型。
3.塑性变形过程中，晶粒在宏观和微观两个尺度上都发生分裂；宏观分裂时，晶粒分裂为基带和过渡带，不同取向晶粒分裂时基带的转动方向和转角都不同；在微观分裂上，所有晶粒分裂为胞块，随应变的增加胞块的尺寸减小而位错界面的取向差增加，并且位错界面取向差与应变的2/3次方之间满足线性关系；无论晶粒变形前的取向相同还是不同，晶粒变形后的微观组织结构取决于晶体变形后的取向。
4.冷轧10％后，一半晶粒的应变与样品的宏观应变大致相同，并且与晶体取向和晶粒尺寸无关，而一半晶粒的应变与样品的宏观应变不同，这取决于晶体取向、晶粒尺寸和晶粒与晶粒之间的相互作用。
5.在三叉晶界形成晶核，有些晶核的取向与变形基体的取向相同，有些晶核的取向与变形基体取向之间满足绕<111>转动40°的关系。