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1、12.512.5织构织构 材料的各向异性材料的各向异性 12.5.1 12.5.1 织构的基本概念及表示方法织构的基本概念及表示方法 择优取向：这种某种晶面或晶向优先集中在某个方向上排列的现象择优取向：这种某种晶面或晶向优先集中在某个方向上排列的现象择优取向：这种某种晶面或晶向优先集中在某个方向上排列的现象择优取向：这种某种晶面或晶向优先集中在某个方向上排列的现象织构：具有择优取向的金属多晶体组织。织构：具有择优取向的金属多晶体组织。织构：具有择优取向的金属多晶体组织。织构：具有择优取向的金属多晶体组织。织构的表示方法：常用有极图和反极图，腐蚀坑法，织构的表示方法：常用有极图和反极图，腐蚀坑法
2、，织构的表示方法：常用有极图和反极图，腐蚀坑法，织构的表示方法：常用有极图和反极图，腐蚀坑法， 此外还有取向分布函数。此外还有取向分布函数。此外还有取向分布函数。此外还有取向分布函数。 丝织构丝织构丝织构丝织构: : : : 晶向平行于拉力轴的织构晶向平行于拉力轴的织构晶向平行于拉力轴的织构晶向平行于拉力轴的织构板织构板织构板织构板织构 轧制织构轧制织构轧制织构轧制织构 : : : : 晶面平行于轧面晶面平行于轧面晶面平行于轧面晶面平行于轧面 , , , ,晶向平行于轧向的择优取向晶向平行于轧向的择优取向晶向平行于轧向的择优取向晶向平行于轧向的择优取向 组织组织组织组织. . 1 1100 1
3、10111 2 2板织构的表示板织构的表示100 轧面轧面(板面板面) 轧向轧向100 织构织构3 3 极射投影极射投影 -立体图投影到平面立体图投影到平面立体图投影到平面立体图投影到平面晶面晶面 法线法线面面 线线 点点4 4 线线 点点法线与球交法线与球交 极点极点标准投影图标准投影图5 56 67 78 89 91010111112.5.1.2 织构表示方法织构表示方法n n(1) 轧制织构的极图轧制织构的极图定义定义: :在投影面上标明了轧面法线和轧向在投影面上标明了轧面法线和轧向 投投影位置的某种晶面的极射图影位置的某种晶面的极射图. .金属板的轧面法线金属板的轧面法线-参考球的参考
4、球的Z Z轴重合轴重合轧面法线极点的投影极射投影图的圆心重轧面法线极点的投影极射投影图的圆心重合合轧制方向轧制方向X X轴重合轴重合轧制横向轧制横向Y Y轴重合轴重合1212(2) 轧制织构的反极图轧制织构的反极图1313（3 3）腐蚀坑法）腐蚀坑法141412.5.2 织构的形成织构的形成12.5.2.1 形变织构形变织构 塑性变形而形成的择优取向组织叫形变织构。塑性变形而形成的择优取向组织叫形变织构。塑性变形而形成的择优取向组织叫形变织构。塑性变形而形成的择优取向组织叫形变织构。 (1) (1) 拉拔织构拉拔织构拉拔织构拉拔织构 （轴向丝织构）（轴向丝织构）（轴向丝织构）（轴向丝织构） 材
5、料拉伸时各晶粒向着拉伸外力轴方向转动，形成了某一晶向与拉伸轴平行。材料拉伸时各晶粒向着拉伸外力轴方向转动，形成了某一晶向与拉伸轴平行。材料拉伸时各晶粒向着拉伸外力轴方向转动，形成了某一晶向与拉伸轴平行。材料拉伸时各晶粒向着拉伸外力轴方向转动，形成了某一晶向与拉伸轴平行。 FeFeFeFe，W W W W，MoMoMoMo，NbNbNbNb等体心立方金属拉伸后等体心立方金属拉伸后等体心立方金属拉伸后等体心立方金属拉伸后方向平行于拉伸轴，方向平行于拉伸轴，方向平行于拉伸轴，方向平行于拉伸轴，形成形成形成形成丝织构。丝织构。丝织构。丝织构。面心立方金属的丝织构主要有面心立方金属的丝织构主要有面心立方
6、金属的丝织构主要有面心立方金属的丝织构主要有和和和和；铝的；铝的；铝的；铝的织构为强织构为强织构为强织构为强织构织构织构织构 1515（2 2 2 2）压缩织构：）压缩织构：）压缩织构：）压缩织构： 体心立方金属压缩变形时主要产生体心立方金属压缩变形时主要产生体心立方金属压缩变形时主要产生体心立方金属压缩变形时主要产生织构，同时也有较织构，同时也有较织构，同时也有较织构，同时也有较弱的弱的弱的弱的和和和和织构，变形量增大，织构，变形量增大，织构，变形量增大，织构，变形量增大， 织构变弱。织构变弱。织构变弱。织构变弱。1616（3 3）轧制织构：）轧制织构： 轧制产生的织构不仅某些晶向平行于轧制
7、方向，而且轧制产生的织构不仅某些晶向平行于轧制方向，而且轧制产生的织构不仅某些晶向平行于轧制方向，而且轧制产生的织构不仅某些晶向平行于轧制方向，而且某些晶面平行于轧制平面，称为板织构。某些晶面平行于轧制平面，称为板织构。某些晶面平行于轧制平面，称为板织构。某些晶面平行于轧制平面，称为板织构。 面心立方晶体和体心立方晶体形变织构的比较面心立方晶体和体心立方晶体形变织构的比较面心立方晶体和体心立方晶体形变织构的比较面心立方晶体和体心立方晶体形变织构的比较 1717 12.5.2.2 12.5.2.2 再结晶织构的再结晶织构的形成形成n n将具有形变织构的材料进行再结晶退火，可能形将具有形变织构的材
8、料进行再结晶退火，可能形将具有形变织构的材料进行再结晶退火，可能形将具有形变织构的材料进行再结晶退火，可能形成再结晶织构或退火织构。成再结晶织构或退火织构。成再结晶织构或退火织构。成再结晶织构或退火织构。n n影响再结晶织构的主要因素是合金成分、杂质或影响再结晶织构的主要因素是合金成分、杂质或影响再结晶织构的主要因素是合金成分、杂质或影响再结晶织构的主要因素是合金成分、杂质或复合相、位错密度、原始组织及亚结构、退火温复合相、位错密度、原始组织及亚结构、退火温复合相、位错密度、原始组织及亚结构、退火温复合相、位错密度、原始组织及亚结构、退火温度及时间、退火介质、材料几何尺寸等。度及时间、退火介质
9、、材料几何尺寸等。度及时间、退火介质、材料几何尺寸等。度及时间、退火介质、材料几何尺寸等。 1818 再结晶织构的形成主要有定向形核，定再结晶织构的形成主要有定向形核，定 向长大及定向形核与选择长大三种理论。向长大及定向形核与选择长大三种理论。1 1）定向形核理论）定向形核理论 冷加工后的金属在回复过程中，其某些组织形成了核冷加工后的金属在回复过程中，其某些组织形成了核冷加工后的金属在回复过程中，其某些组织形成了核冷加工后的金属在回复过程中，其某些组织形成了核心，这些新生晶核依靠消耗形变基体而长大，最后得心，这些新生晶核依靠消耗形变基体而长大，最后得心，这些新生晶核依靠消耗形变基体而长大，最后
10、得心，这些新生晶核依靠消耗形变基体而长大，最后得到再结晶织构。到再结晶织构。到再结晶织构。到再结晶织构。2）晶核定向长大理论）晶核定向长大理论 冷加工后的金属在回复过程中，其某些组织形成了核冷加工后的金属在回复过程中，其某些组织形成了核冷加工后的金属在回复过程中，其某些组织形成了核冷加工后的金属在回复过程中，其某些组织形成了核心，这些新生晶核依靠消耗形变基体而长大，最后得心，这些新生晶核依靠消耗形变基体而长大，最后得心，这些新生晶核依靠消耗形变基体而长大，最后得心，这些新生晶核依靠消耗形变基体而长大，最后得到再结晶织构。到再结晶织构。到再结晶织构。到再结晶织构。3）定向形核）定向形核-选择成长
11、理论选择成长理论 191912.5.3 12.5.3 织构的应用及控制织构的应用及控制(1). (1). 织构与机械性能各向异性织构与机械性能各向异性12.5.3.1 12.5.3.1 织构的应用织构的应用2020n n体心立方金属：体心立方金属：体心立方金属：体心立方金属：最大强度方向是最大强度方向是最大强度方向是最大强度方向是111111； 次强方向次强方向次强方向次强方向110110；最弱的是最弱的是最弱的是最弱的是100100。深冲板成形性要求：垂直各向异性；平面各向同性；深冲板成形性要求：垂直各向异性；平面各向同性；深冲板成形性要求：垂直各向异性；平面各向同性；深冲板成形性要求：垂直
12、各向异性；平面各向同性；2121（2 2）织构与磁晶各向异性）织构与磁晶各向异性22221)1)织构在变压器中应用织构在变压器中应用-铁铁心心 立方织构立方织构 100 高斯织构高斯织构110 2323A 高斯织构高斯织构 110 变压器铁心变压器铁心2424B B 立方织构立方织构100的应用的应用n n立方织构是指硅钢片中的立方织构是指硅钢片中的立方织构是指硅钢片中的立方织构是指硅钢片中的100100100100织构。即板织构。即板织构。即板织构。即板的轧制方向与横向都是的轧制方向与横向都是的轧制方向与横向都是的轧制方向与横向都是晶向。制作变压器晶向。制作变压器晶向。制作变压器晶向。制作变
13、压器时不必先沿轧向切成条片，再叠成方框，直接冲时不必先沿轧向切成条片，再叠成方框，直接冲时不必先沿轧向切成条片，再叠成方框，直接冲时不必先沿轧向切成条片，再叠成方框，直接冲成方框即可成方框即可成方框即可成方框即可. . . .n n特殊仪表才使用立方织构硅钢片。特殊仪表才使用立方织构硅钢片。 25252）织构在电机上的应用 冲制电机铁芯的硅钢片，要求板平面各向同性，电机转动才冲制电机铁芯的硅钢片，要求板平面各向同性，电机转动才冲制电机铁芯的硅钢片，要求板平面各向同性，电机转动才冲制电机铁芯的硅钢片，要求板平面各向同性，电机转动才能平稳。而且在板平面上还要没有难磁化的能平稳。而且在板平面上还要没
14、有难磁化的能平稳。而且在板平面上还要没有难磁化的能平稳。而且在板平面上还要没有难磁化的晶向。晶向。晶向。晶向。A 100A 100织构：织构：织构：织构： 在在在在100100平面内，与轧向平行的晶向是任平面内，与轧向平行的晶向是任平面内，与轧向平行的晶向是任平面内，与轧向平行的晶向是任 的，混乱的，材的，混乱的，材的，混乱的，材的，混乱的，材料的各向同性好；在料的各向同性好；在料的各向同性好；在料的各向同性好；在100100平面内不存在难磁化的平面内不存在难磁化的平面内不存在难磁化的平面内不存在难磁化的晶向。所以可以满足电机铁芯的要求。晶向。所以可以满足电机铁芯的要求。晶向。所以可以满足电机
15、铁芯的要求。晶向。所以可以满足电机铁芯的要求。 B 111B 111织构：织构：织构：织构： 这种织构是指这种织构是指这种织构是指这种织构是指111111晶面平行于板平面，晶面平行于板平面，晶面平行于板平面，晶面平行于板平面，晶向平行晶向平行晶向平行晶向平行于轧向的择优取向组织。因为在于轧向的择优取向组织。因为在于轧向的择优取向组织。因为在于轧向的择优取向组织。因为在111111晶面内没有晶面内没有晶面内没有晶面内没有晶向，所以在板平面上不存在难磁化的晶向。而且在晶向，所以在板平面上不存在难磁化的晶向。而且在晶向，所以在板平面上不存在难磁化的晶向。而且在晶向，所以在板平面上不存在难磁化的晶向。
16、而且在111111晶面内，晶面内，晶面内，晶面内，晶向与晶向与晶向与晶向与晶向间夹角只有晶向间夹角只有晶向间夹角只有晶向间夹角只有300300，因此可以粗略的认为在，因此可以粗略的认为在，因此可以粗略的认为在，因此可以粗略的认为在111111晶面上是各向同性的晶面上是各向同性的晶面上是各向同性的晶面上是各向同性的. . 2626272712.5.3.2 织构形成的控制织构形成的控制（1 1）高斯织构硅钢片）高斯织构硅钢片）高斯织构硅钢片）高斯织构硅钢片实验证明高斯织构是在实验证明高斯织构是在111111形变织构的基形变织构的基体上发展起来的。获得具有高斯织构的硅钢片的体上发展起来的。获得具有高
17、斯织构的硅钢片的标准生产工艺标准生产工艺标准生产工艺标准生产工艺: :n n通过热轧得到厚度为通过热轧得到厚度为 2.5mm2.5mm的薄板；然后冷轧到的薄板；然后冷轧到0.62-0.8mm0.62-0.8mm； 925925980980退火退火3 35 min5 min，使，使之脱碳及一次再结晶。之脱碳及一次再结晶。n n冷轧至冷轧至0.3-0.36mm0.3-0.36mm； 790790845845退火退火3 35min5min脱碳；再进行二次再结晶，然后在脱碳；再进行二次再结晶，然后在 760760820820进行消除应力退火。进行消除应力退火。2828 硅钢片生产过程中的晶体位向变化硅
18、钢片生产过程中的晶体位向变化硅钢片生产过程中的晶体位向变化硅钢片生产过程中的晶体位向变化 2929（2 2）深冲低碳板的再结晶织构控制）深冲低碳板的再结晶织构控制n n为了保证深冲性能，需要值 r 2.n n最有利的织构是111，最不利的织构是100 .n n这两种织构组分的比例严重的影响了 r 值的大小;n n为了提高 r 值，就必须从平行于轧面的主要组分是111和001的轧制织构中得到111再结晶织构。3030铝脱氧的镇静钢铝脱氧的镇静钢 n n。08Al钢中析出铝的氮化物AlN，其过饱和固溶体的强烈的分解温度高于600。n n两种变形组分111和001的加工硬化程度不同，111组分比00
19、1组分加工硬化程度大.n n111组分的变形晶粒中容易形成再结晶核心，容易形成过饱和固溶体分解。 313108Al钢板钢板为了阻止001组分发展，控制的工艺关键是再结晶退火时的加热速度要慢一些再结晶退火时的加热速度要慢一些。 在还未达到AlN强列析出温度时，111取向的再结晶核心在有利的条件下已经形成，并占有优势。就保证了111织构组分占有比001织构组分更大的比例，就得到了高的值。 3232n n加热速度过快加热速度过快加热速度过快加热速度过快，就有可能在加热到，就有可能在加热到600-700600-700时还时还没达到没达到111111取向的再结晶核心的形成温度，就有取向的再结晶核心的形成
20、温度，就有AlNAlN析出。析出。n n111111组分加工硬化程度大，组分加工硬化程度大，AlNAlN析出势必比在析出势必比在001001组分中强烈，因而，析出的弥散氮化物对组分中强烈，因而，析出的弥散氮化物对111111取向的再结晶核心的形成所起到阻碍作用，取向的再结晶核心的形成所起到阻碍作用，就比在就比在001001组分大得多，于是形成的再结晶核心组分大得多，于是形成的再结晶核心中，占优势的就可能是中，占优势的就可能是001001取向的再结晶核心。取向的再结晶核心。001001织构度更大的情况将发生，使值降低，不利织构度更大的情况将发生，使值降低，不利于材料的深冲成形。于材料的深冲成形。3333
