ZR-SN-Nb合金在加工過程中組織織構(gòu)演變規(guī)律及冷軋變形機制研究.pdf

1、本文以Zr-Sn-Nb鋯合金板材為研究對象，采用配備在掃描電電子背散射衍射和二次電子成像技術(shù)，并結(jié)合X射線衍射，系統(tǒng)表征了Zr-Sn-Nb鋯合金板材加工過程的微觀組織及織構(gòu)的演變規(guī)律；同時利用IGMA和塑性模擬兩種方法分別定性和定量的研究了初始取向Zr-Sn-Nb鋯合金冷軋變形機制及織構(gòu)演變的影響。得到以下結(jié)論：
　　 (1)熱軋原始板材晶粒為等軸狀，熱軋50％板材微觀組織內(nèi)部沿晶界產(chǎn)生形變帶，熱軋80%樣品晶粒破碎，形變帶與R

2、D呈45°角夾角。初軋板材晶粒沿RD拉長，而終軋板材內(nèi)部晶粒明顯的拉長并在變形量達(dá)到30%后出現(xiàn)形變帶，形變帶與RD方向呈30°角。退火會使第二相粒子明顯長大。不管是熱軋還是冷軋，退火后軋制變形會使第二相粒子破碎，第二相粒子尺寸降低，軋制過程中，隨著變形量的增加，第二相粒子尺寸會稍微長大。熱軋原始板材為隨機織構(gòu)，熱軋會使板材逐漸形成鋯合金中典型的雙峰織構(gòu)。隨后的冷軋過程中，織構(gòu)基本保持不變。
　　 (2)利用XRD和EBSD研究

3、90°板材和0°兩種不同取向板材織構(gòu)演變規(guī)律，結(jié)果表明初始取向?qū)r-Sn-Nb板材冷軋過程的織構(gòu)演變具有顯著的影響，90°板材織構(gòu)變化較大，由C⊥ND織構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡p峰基面織構(gòu)，而0°板材冷軋過程的織構(gòu)變化很小，基本保持雙峰基面織構(gòu)不變。
　　 (3)利用IGMA對90°和0°板材變形機制研究表明90°板材在冷軋過程開啟的變形機制有{1012｝拉伸孿晶，柱面滑移，基面滑移和錐面滑移，在變形初期，柱面滑移和{1012｝孿晶為主要

4、的變形機制。而0°板材中沒有發(fā)現(xiàn)孿晶的開啟，變形機制只有滑移，柱面滑移開啟量相對90°板材較少，非柱面滑移對變形的貢獻大于90°板材。同時研究還發(fā)現(xiàn)孿晶和滑移存在競爭機制，{1012｝拉伸孿晶擴展所需的臨界分切應(yīng)力低于錐面滑移開啟的臨界分切應(yīng)力，而{1122｝壓縮孿晶的臨界分切應(yīng)力高于錐面滑移的臨界分切應(yīng)力，是導(dǎo)致90°和0°板材變性機制差異的重要原因之一。
　　 (4)采用松弛約束(Relaxed constrain，RC)模

5、型模擬了90°板材和0°板材冷軋過程的織構(gòu)演變，通過對比模擬織構(gòu)與XRD實測織構(gòu)之間的差異，證實了RC模型可以較好地模擬Zr-Sn-Nb合金冷軋過程的織構(gòu)演變；通過對比不同變形機制的組合對模擬織構(gòu)的影響，確定了鋯合金冷軋過程塑性模擬時采用的最佳的變形機制為柱面滑移+基面滑移+{1011｝錐面滑移+{1012｝拉伸孿生，其相應(yīng)的CRSS比值為1:5:9:2；對比了不同變形方式開啟時模擬織構(gòu)的差異，揭示了鋯合金冷軋形成的雙峰基面織