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

1、本文以Zr-Sn-Nb鋯合金板材為研究對(duì)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(xiàn)衍射，系統(tǒng)表征了Zr-Sn-Nb鋯合金板材加工過(guò)程的微觀組織及織構(gòu)的演變規(guī)律；同時(shí)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(jī)制及織構(gòu)演變的影響。得到以下結(jié)論：
　　 (1)熱軋?jiān)及宀木Я榈容S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(zhǎng)，而終軋板材內(nèi)部晶粒明顯的拉長(zhǎng)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(huì)使第二相粒子明顯長(zhǎng)大。不管是熱軋還是冷軋，退火后軋制變形會(huì)使第二相粒子破碎，第二相粒子尺寸降低，軋制過(guò)程中，隨著變形量的增加，第二相粒子尺寸會(huì)稍微長(zhǎng)大。熱軋?jiān)及宀臑殡S機(jī)織構(gòu)，熱軋會(huì)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(guò)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(guò)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(guò)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(duì)90°和0°板材變形機(jī)制研究表明90°板材在冷軋過(guò)程開(kāi)啟的變形機(jī)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(jī)制。而0°板材中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)孿晶的開(kāi)啟，變形機(jī)制只有滑移，柱面滑移開(kāi)啟量相對(duì)90°板材較少，非柱面滑移對(duì)變形的貢獻(xiàn)大于90°板材。同時(shí)研究還發(fā)現(xiàn)孿晶和滑移存在競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，{1012｝拉伸孿晶擴(kuò)展所需的臨界分切應(yīng)力低于錐面滑移開(kāi)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(jī)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(guò)程的織構(gòu)演變，通過(guò)對(duì)比模擬織構(gòu)與XRD實(shí)測(cè)織構(gòu)之間的差異，證實(shí)了RC模型可以較好地模擬Zr-Sn-Nb合金冷軋過(guò)程的織構(gòu)演變；通過(guò)對(duì)比不同變形機(jī)制的組合對(duì)模擬織構(gòu)的影響，確定了鋯合金冷軋過(guò)程塑性模擬時(shí)采用的最佳的變形機(jī)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(duì)比了不同變形方式開(kāi)啟時(shí)模擬織構(gòu)的差異，揭示了鋯合金冷軋形成的雙峰基面織