ECAP中fcc织构转变规律及其与微观组织演化的交互作用

For lack of grain boundaries (GBs)，Single crystal materials can't positioning the effect of initial GBs orientation on the evolution of the other GBs and the interaction of shear deformation on GBs, On the other hand, for can't follow the polycrystalline materials initial orientation, it is difficult to discuss the effect of stacking fault energy (SFE) and initial orientation on face center cubic (FCC) metals during equal channel angle pressing (ECAP). In reaction to the phenomenon, on the basis of study on the unidirectional solidification technology and ECAP pure copper, This application plan to study the interaction of microstructure and texture that has different SFE , AL, Cu and Ag, during ECAP. Set a VPSC model of the materials microstructure transformation law, research the ECAP deformation temperature rise and dynamic recrystallization, orientation effect of different initial microstructure on deformation configuration and texture. Using TEM, XRD, EBSD and DSC technology, analyses dislocation configuration and interface structure, interaction of the characteristic texture crystal group and microstructure, in-depth study the evolution of the orientation stability of deformation texture components, exploring the relevancy of deformation texture and microstructure. furthermore, investigation the materials mechanical properties, ascertain the microscopic mechanism of plastic anisotropic. The results might provide theory support for the ECAP preparation the bulk super fine crystal materials and unidirectional solidification preparation the stick materials that has different orientation single crystals group。

单晶材料因缺乏晶界，不能定位初始晶界取向对晶界的演化以及晶界与剪切变形的交互作用，而多晶材料由于无法跟踪晶粒的初始取向，很难讨论初始取向和层错能对 FCC 金属ECAP形变组织和织构的影响。针对这一现象，本项申请在定向凝固技术以及等通道角挤压（ECAP）纯铜的研究基础上，研究具有不同层错能的定向凝固AL、Cu和Ag在ECAP中的组织与织构的交互作用。建立材料织构转变规律的 VPSC 模型，研究ECAP变形温升与动态再结晶、不同初始组织对形变组织和织构的取向效应。采用TEM、XRD、 EBSD和 DSC 等技术，重点分析位错组态和界面结构、特征织构晶群与微观组织的交互作用，深入研究形变织构组分的演变及取向稳定性，探明形变织构与微观组织的相关性。同时，考察材料的力学性能，明确塑性各向异性的微观机制。研究结果可以为ECAP制备块体超细晶材料和定向凝固技术制备不同单晶取向组合的杆材提供理论支持。

单晶材料因缺乏晶界，不能定位初始晶界取向对晶界的演化以及晶界与剪切变形的交互作用，而多晶材料由于无法跟踪晶粒的初始取向，很难讨论初始取向和层错能对 FCC 金属ECAP形变组织和织构的影响。针对这一现象，本项申请在定向凝固技术以及等通道角挤压（ECAP）纯铜的研究基础上，研究具有不同层错能的定向凝固AL、Cu和Ag在ECAP中的组织与织构的交互作用。建立材料织构转变规律模型，研究ECAP变形温升与动态再结晶、不同初始组织对形变组织和织构的取向效应。采用TEM、XRD、 EBSD和 DSC 等技术，重点分析位错组态和界面结构、特征织构晶群与微观组织的交互作用，深入研究形变织构组分的演变及取向稳定性，探明形变织构与微观组织的相关性。同时，考察材料的力学性能，明确塑性各向异性的微观机制。.研究结果表明，ECAP变形过程中，不同层错能的FCC材料组织和织构的交互作用与初始组织和变形路径密切相关，多晶铜中〈101〉织构在A路径挤压后逐渐向〈001〉织构转变，〈111〉织构不断增强，多道次挤压后的织构强度不断减弱，而定向凝固纯铜其形变组织与织构的演变强烈依赖材料的层错能、初始取向和变形几何参数；ECAP变形初期材料迅速升温，促进发生有限地动态再结晶,合理控制变形参数能够促使再结晶过程中形成纳米晶粒，有利于晶粒的细化;低应变量下，原始(111)取向铜单晶经ECAP-A路径形成了(110)取向高度一致的形变带结构，中高应变量下，形成了{111}<110>和{111}<112>织构及较弱的{001}<100>再结晶织构，小角度晶界逐渐向大角度晶界转变；3道次变形后的抗拉强度从168MPa增加至400MPa，伸长率从63%减小至27.3%，8道次前材料的硬度持续增加，达到极限后发生波动； ECAP-Bc路径低道次变形不改变单晶铜的宏观取向；2道次变形后，材料微观组织中与ED轴成15°-20°的剪切带和{111}<112>形变织构；4道次变形后形变织构不发生改变，未出现大角度晶界；抗拉强度由168MPa提高至395MPa，伸长率则从63%降至26.5%，硬度由60Hv提高到125Hv，材料塑性变差。ECAP中低应变量下可以使单晶材料在不破碎的情况下得到强化.