简介概要

电场退火对工业纯锌板再结晶织构的影响

来源期刊:中国有色金属学报2007年第11期

论文作者:赵骧 杜广煜 何长树 左良

文章页码:1773 - 1773

关键词:工业纯锌板;电场退火;再结晶织构;取向分布函数;硬度

Key words:pure zinc sheet; electric field annealing; recrystallization texture; ODF; hardness

摘    要:

利用X射线衍射的三维取向分布函数,研究工业纯锌板在160 ℃时电场与非电场退火保温不同时间条件下的再结晶织构的形成与演变,同时进行显微硬度测试。结果表明:电场退火推迟轧制工业纯锌板再结晶进程,从而导致电场退火样品的显微硬度值均高于非电场退火样品的显微硬度值。电场显著提高退火后样品的再结晶织构强度,即电场明显促进冷轧{018}面织构向再结晶{013}<101>板织构的演变,而且这种影响在再结晶晶粒的长大阶段表现得尤为突出。电场并没有改变工业纯锌板退火过程中再结晶织构的形成机制。

Abstract:

The effects of electric field on recrystallization texture evolution and microhardness in a pure zinc sheet during annealing at 160 ℃ for different times were studied by means of X-ray diffraction techniques. The microhardness was measured. The results show that the electric field retards the recrystallization process and decreases the microhardness of pure zinc sheet during annealing. The electric field annealing does not change the evolution mechanism of recrystallization texture in the pure zinc sheet, but strengthens the intensity of recrystallization texture,i.e. electric field annealing improves the evolution from cold rolled {018} texture component to recrystallization {013}<101> texture component, especially at the stage of grain growth.

基金信息:博士点基金资助项目
国家自然科学基金与上海宝山钢铁集团资助项目



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文章编号:1004-0609(2007)11-1773-06

电场退火对工业纯锌板再结晶织构的影响

杜广煜,赵  骧,何长树,左  良

(东北大学 材料各向异性与织构教育部重点实验室,沈阳 110004)

摘  要:利用X射线衍射的三维取向分布函数,研究工业纯锌板在160 ℃时电场与非电场退火保温不同时间条件下的再结晶织构的形成与演变,同时进行显微硬度测试。结果表明:电场退火推迟轧制工业纯锌板再结晶进程,从而导致电场退火样品的显微硬度值均高于非电场退火样品的显微硬度值。电场显著提高退火后样品的再结晶织构强度,即电场明显促进冷轧{018}面织构向再结晶{013}<101>板织构的演变,而且这种影响在再结晶晶粒的长大阶段表现得尤为突出。电场并没有改变工业纯锌板退火过程中再结晶织构的形成机制。

关键词:工业纯锌板;电场退火;再结晶织构;取向分布函数;硬度

中图分类号:TG 115.22       文献标识码:A

Effects of electric field annealing on recrystallization textures of  pure zinc sheet

DU Guang-yu, ZHAO Xiang, HE Chang-shu, ZUO Liang

(Key Laboratory for Anisotropy and Texture of Materials, Ministry of Education, Northeastern University,  Shenyang 110004, China)

Abstract: The effects of electric field on recrystallization texture evolution and microhardness in a pure zinc sheet during annealing at 160 ℃ for different times were studied by means of X-ray diffraction techniques. The microhardness was measured. The results show that the electric field retards the recrystallization process and decreases the microhardness of pure zinc sheet during annealing. The electric field annealing does not change the evolution mechanism of recrystallization texture in the pure zinc sheet, but strengthens the intensity of recrystallization texture,i.e. electric field annealing improves the evolution from cold rolled {018} texture component to recrystallization {013}<101> texture component, especially at the stage of grain growth.

Key words: pure zinc sheet; electric field annealing; recrystallization texture; ODF; hardness

                    

研究发现电场对于金属材料的相变和再结晶过程都会产生不同程度影响[1?3],其原因在于电场使金属材料的微观组织发生了变化。在这些研究中,虽然电场对于金属板材再结晶织构的形成和演变的研究起步较晚,但也取得不少成果。王轶农   等[4?5]的研究结果表明:电场退火提高了铜的再结晶织构强度。王轶农等[6]对IF深冲钢板进行电场退火的实验结果表明:电场退火提高了IF深冲钢板再结晶γ纤维织构的强度,降低了再结晶α纤维织构的强度。胡卓超等[7?10]在08Al深冲钢板的电场退火过程中也发现与电场退火IF深冲钢板类似的结果。赵骧等[11?12]还比较了电场与非电场退火IF深冲钢板的塑性应变比,得出了电场退火能够提高IF深冲钢板的塑性应变比的结果。蒋奇武等[13]对高纯铝板电场退火后的再结晶织构进行了研究,发现电场退火能够拓宽再结晶立方织构的形成温度范围。胡卓超等[14?16]还研究了电场对3104铝合金板的再结晶织构的影响,观察到电场退火3104铝合金板中的再结晶立方织构强度高于非电场退火样品的再结晶立方织构的强度,电场退火可促进Al-Mn-Mg合金板再结晶立方织构的形成和发展。

但是到目前为止,有关电场退火对于具有密排六方晶体结构金属板材再结晶织构影响的研究尚未见报道。因此,本文作者利用X射线衍射的ODF分析,探讨了在退火过程中电场对冷轧工业纯锌板再结晶织构和硬度的影响。

1  实验

实验采用原始厚度为7.94 mm的工业纯锌板,材料的化学成分列于表1。

表1  实验用工业纯锌板化学成分

Table 1 Chemical composition of pure zinc sheet used in experiment (mass fraction, %)

将原始板材进行80%轧制变形后获得厚度为1.6 mm的冷轧锌板,然后对冷轧锌板样品进行如图1所示的电场与非电场退火处理。首先将炉温升至160 ℃,待温度稳定后放入样品,分别保温1、3、5、10、15、30 min进行电场与非电场退火,然后将样品放入水中冷却,电场退火时的电场强度为4 kV/cm。

图1  退火工艺示意图

Fig.1  Schematic illustration of annealing processing

将电场与非电场退火样品表面机械抛光后,采用401MVDTM数码显示显微维氏硬度计测试其显微硬度(HV),采用面夹角为136?载荷为0.5 N的正四方角锥金刚石压头加载后保持10 s,直接从硬度计的显示屏上读出显微硬度值。为确保实验结果的准确,每个样品测10个值,然后取其平均值。

在冷轧和电场与非电场退火样品上分别切取20 mm×20 mm正方形进行织构测试。测定时采用Co Kα靶辐射,管电压为35 kV,管电流为40 mA,采用背反射法测量5张不完整极图。扫测按同心圆步方式进行,α由20?~90?,β由0?~360?,测量步长为5?。并由X’Pert Texture 软件计算其ODF。

2  实验结果

2.1  显微硬度

图2所示为冷轧变形量为80%的轧制工业纯锌板,在160 ℃下保温不同时间电场与非电场退火样品的显微硬度。由图可以看出,随着保温时间的延长,无论是电场退火还是非电场退火的样品其显微硬度值均降低,但非电场退火样品的硬度下降趋势比较明显,而电场退火样品的下降趋势则相对比较平缓,在保温时间延长到15 min之后硬度值下降的趋势明显减弱。同时在对应的每个相同的保温时间上,电场退火样品的显微硬度值均要高于非电场退火样品的显微硬度值。

图2  160 ℃时电场与非电场退火工业纯锌板的显微硬度与退火时间的关系

Fig.2  Variations of microhardness(HV) of samples with annealing time annealed at 160 ℃ with and without electric field (deformed 80%)

2.2  工业纯锌板的织构

2.2.1  工业纯锌板的冷轧织构

通过对恒ψ=0?~90?的ODF截面图的分析可以看出,工业纯锌板冷轧和再结晶织构的主织构均集中在ψ=0?的ODF截面图之中,因此,采用具有代表性的ψ=0?的ODF截面图描述全体织构。

图3所示为冷轧压下量为80%工业纯锌样品的  ψ=0?的ODF截面图。由图可以看出冷轧样品的主要织构组分为{018}面织构和{013}<101>板织构,而且两种织构的强度几乎相等。

图3  冷轧压下量80%工业纯锌板的ODF图(ψ=0?)

Fig.3  ODF section of pure zinc sheet with 80% cold rolled reduction (ψ=0?)


2.2.2 电场与非电场退火工业纯锌板的再结晶织构

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