ECAP变形低碳钢的组织变化规律

D0I:10.13374/j.is8n1001-053x.2006.05.027 第28卷第5期 北京科技大学学报 Vol.28 No.5 2006年5月 Journal of University of Science and Technology Beljing May 2006 ECAP变形低碳钢的组织变化规律 杜忠泽)曹小芳)符寒光2)王经涛1) 赵西成1) 1)西安建筑科技大学冶金工程学院，西安7100552)清华大学先进成形制造教育部重点实验室，北京100084 摘要采用每道次挤压后样品旋转90'进入下一道次且旋转方向不变方式(Bc)的等径弯曲通道 变形(ECAP)工艺制备亚微晶Q235翻，并研究了4个面不同的组织演化.研究表明，ECAP变形 Q235钢的组织随变形道次的增加而细化，其中第1道次的细化程度最大.4个面的形貌也不同：S 面以位错胞为主：R面在第2道次出现变形带交叉现象：而T面2道次就有近似的等轴胞出现，4 道次出现了晶界很清楚的等轴晶，尺寸为0.25m左右：L面4道次后也有等轴晶出现，但晶界没 有T面4道次的晶界清楚.8道次后所有的面都已经演化成晶界清晰的等轴晶，尺寸为0.2m左 右.采用ECAP变形可以获得亚微晶Q235钢. 关键词ECAP;低碳钢；铁素体；晶粒细化 分类号TG376.3 等径弯曲通道变形(ECAP)法是1981年由前 学成分（质量分数，%）为：C,0.15;Si,0.17;Mn, 苏联科学家Segal提出的一种独特的变形方 0.52;P,0.019;S,0.021;Cr,0.10;Ni,0.10;Cu, 法)，到目前有日本、韩国、美国的诸多材料工作 0.10 者也在进行此方法的研究[2-5]，ECAP变形方式 首先将实验材料切割成ECAP变形试样，试 主要有4种[3-5]：方式A一试样每道次通过模具 样尺寸为15mm×15mm×60mm,然后对试样进 后的方位不改变；方式Bc一试样挤压1道次后， 行Bc方式的ECAP室温变形1~8道次.试样的 重复挤压时将试样沿轴线顺时针方向旋转90°进 ECAP变形在课题组自行设计的中=90°的ECAP 入模具；方式Ba一试样每道次通过模具后沿轴线 变形模具上进行，挤压力300~400kN.通过内部 顺时针旋转90°和逆时针旋转90°交替进行；方式 夹角为90°的模具变形1道次后的真应变约为 C一试样每道次通过模具后沿轴线逆时针旋转 1.15,n道次变形后的真应变约为1.15n.以前 90°.本课题组之前分别对Q235钢、7475铝合金 文献中所定义的观察面多为T面和L面，本实验 和钛铝合金进行了C方式下的ECAP变形实验. 还定义另外两个观察面，即S面和R面.选取这 其中Q235钢和7475铝合金成功实现了亚微晶 两个观察面的目的是：第一，在已有的文献中还没 组织的制备，室温下晶粒尺寸分别为0.1~0,2 有人观察过这两个面的组织演变；第二，S面是 um6和0.4~0.6um].ECAP变形可以有效地 ECAP变形的剪切面，观察此面上组织的变化规 将块状材料的晶粒细化至~1μm以下，制备出亚 律更有利于进一步研究ECAP变形机理.R面垂 微晶材料(<~1μum).关于低碳钢采用Bc方式 直于S面，是为了观察试样在选用Bc变形方式 的ECAP变形时其组织的变化规律研究较少.为 中，由于试样在相邻道次之间旋转90°，可能对组 了推广ECAP变形工艺在低碳钢组织细化方面的 织产生与其他变形方式所不同的变形特点.图1 应用，开展低碳钢ECAP变形时其组织的变化规 定义了挤压试样上的观察面.显微组织观察的试 律研究将是非常有意义的 1实验方法 实验材料是首钢生产的Q235热轧材，其化 收稿日期：20050302修回日期：200504-14 基金项目：国家自然科学基金(No,59974018)和陕西省自然科学 图】实验试样的切割方法 基金(No.2003E121) 作者简介：杜忠泽(1968一)，男，副教授，博士研究生 Fig.1 Cutting method of a testing sample

第 卷 第 期 ‘ 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 。 变形低碳钢的组织变化规律 杜 忠泽 曹小 芳 符寒光 王 经 涛 ‘ 赵 西 成 西安建筑科技大学 冶金工程学院 ， 西安 清华大学先进成形制造教育部重点实验室 ， 北 京 摘 要 采用每道次挤压后样品旋转 ’ 进入 下一道次且旋转方 向不变方式 。 的等径弯曲通 道 变形 工艺制备亚微晶 钢 ， 并研 究 了 个面 不 同 的组 织 演 化 研 究表 明 ， 变形 钢 的组织 随变形道次的增加而 细化 ， 其中第 道 次的细化程度最大 个面 的形貌也 不同 面 以 位错胞为主 面在第 道次出现变形带交叉 现 象 而 面 道 次就有近 似 的等轴 胞出现 ， 道 次出现 了晶界很清楚的等轴晶 ， 尺 寸为 拜 左 右 面 道 次后 也有等轴晶出现 ， 但晶界 没 有 面 道 次的晶界清楚 道次后 所有的面都已经演化成晶界清晰的等轴晶 ， 尺 寸为 拜 左 右 采用 变形可以 获得亚微晶 印 钢 关祖词 低碳钢 铁素体 晶粒细化 分类号 等径弯曲通道变形 法是 年 由前 苏联 科 学 家 提 出 的 一 种 独 特 的 变 形 方 法川 ， 到 目前有 日本 、 韩 国 、 美 国 的诸多材料工 作 者也 在进 行此 方 法 的研 究 「一 〕 变 形 方 式 主要 有 种〔 一 〕 方 式 一试 样 每道 次通 过 模具 后 的方 位不 改 变 方 式 一试 样挤 压 道 次后 ， 重复挤压时将试 样 沿 轴线顺 时针方 向旋转 进 入模具 方式 一试样每道 次通 过 模具 后 沿轴线 顺时针旋转 ’ 和逆 时针旋转 交替进 行 方式 一试样 每道 次通 过 模具 后 沿 轴 线逆 时针旋 转 本课题组之 前分别对 钢 、 铝 合金 和 钦铝 合金进行 了 方式 下的 变形 实验 其中 钢和 铝 合金成功 实现 了亚 微 晶 组织 的制 备 ， 室 温 下 晶 粒 尺 寸 分 别 为 一 。 和 一 ’ 变形 可 以 有效地 将块状材料的晶粒细 化至 一 拌 以下 ， 制备出亚 微晶材料 一 拌 关 于 低碳 钢 采用 。 方 式 的 变形 时其组织 的变化规律研 究较少 为 了推广 变形工艺在低碳钢组织细化方面 的 应用 ， 开展 低碳钢 变形 时其组 织 的变化规 律研 究将是 非常有意 义 的 学成分 质量分 数 ， 为 ， ， · ， ， ， ， ， ， 首先将实验 材料切 割 成 变形试 样 ， 试 样尺寸为 ， 然后 对试 样进 行 。 方式的 室温变形 一 道 次 试 样 的 变形在课题组 自行设 计的 笋 的 变形模具上进行 ， 挤压力 一 通 过 内部 夹角为 。 的模具 变形 道 次 后 的真 应 变 约 为 ， 道 次变形 后 的真应 变约 为 以 前 文献中所定义的观察面 多为 面和 面 ， 本实验 还 定义另外两个观 察面 ， 即 面 和 面 选 取 这 两个观察面 的 目的是 第一 ， 在 已有的文献中还 没 有人 观 察过 这 两 个 面 的组 织 演变 第二 ， 面 是 变形 的剪切面 ， 观 察此 面 上 组 织 的变 化规 律更有利于进一步研究 变形机理 面 垂 直于 面 ， 是 为 了观 察试 样 在选 用 。 变 形 方 式 中 ， 由于试样在相邻道 次之 间旋转 ’ ， 可能对 组 织产 生与其他变形方式所不 同的变形 特点 图 定义 了挤压试样上 的观察面 显 微组 织观 察的试 实验方法 实验材料是 首 钢 生 产 的 热 轧 材 ， 其 化 收稿 日期 一 习 修回 期 习 一 荃金项 目 国家 自然科学基金 和陕西 省 自然科学 基金 作者简介 杜忠泽 一 ， 男 ， 副教授 博士研究生 图 实验试样的切创方法 川雌 斌州加闭 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2006．05．027

Vol.28 No.5 杜忠泽等：ECAP变形低碳钢的组织变化规律 ·431· 样用电火花按照图2所示进行切割，试样厚度 子显微镜下观察 0.3mm,试样减薄处理后，在JCM-200CX透射电 R面 S面 L面 围2试样的观熹面和方向 Flg.2 Observed surfaces and directions of a sample 2.3ECAP变形后透射电镜组织 2实验结果与分析 2.3.1ECAP变形1道次后的透射电镜组织 2.1Q235钢热轧组织 透射电镜下可以观察到实验用钢ECAP变形 Q235热轧组织由铁素体加珠光体组成，铁 1道次后T面的先共析铁素体由大量板带状结构 素体晶粒均匀，晶界清晰，形貌接近于等轴晶，其 组成，如图4(a)所示，并且有着明显的方向性，与 平均晶粒尺寸约为25m.珠光体不连续的分布 图2中规定的x方向一致，ECAP变形后的晶粒 在铁素体晶界上，其内部组织呈片层状分布.热 内表现为带状组织，典型的板带尺寸约为2um 轧组织中的相组成物为a+Fe3C.根据Fe-C平 长，0.3~0.4μm宽.这进一步表明强烈的塑性变 衡相图计算其组织组成物，先共析铁素体占 形导致了先共析铁素体晶粒的破碎.实验用钢 80.5%,珠光体占19.5%，相组成物中，a相占 ECAP变形1道次后典型组织的选区衍射谱如图 97.8%,Fe3C相占2.2% 4(b)所示，其斑点基体为铁素体的衍射斑点.这 2.2ECAP变形后各面晶粒度的变化 表明所示的典型组织中板带组织的边界为小角度 用直线截距法测量等轴组织的直径或板条状 晶界，因为1道次的变形不足以形成大角度晶界. 组织的宽度.ECAP变形8道次后各个面的晶粒 ECAP1道次后L面的组织形貌如图5(a)所 度大小和变形道次的关系如图3所示，从图中可 示.由图中可以看出，该组织有非常明显的方向 以看出，4个面晶粒度变化的总趋势都是随着变 性，而且方向不一致，有的与图2中规定的x方 形道次的增加晶粒减小，只是各个道次减小的程 向一致，也有的与x方向成一定角度（大约为 度不一样.第1道次细化的程度最大，从热轧态 45),但都是片层状的组织，片层有薄有厚.由于 片层方向不一样，所以其内部晶粒的取向不一致， 的25μm细化到0.5um左右.8道次后，S面晶 这一点也可由其选区的衍射斑点图5(b,c)看出. 粒的尺寸为0.2~0.25m,其他三个面小于0.2 左边细的片层状晶粒通过电子衍射花样的标 um. 0.5 定[8]，取向为[110]，而中间斜板条状是沿[21 1]取向的，这与形貌图中板条状组织的方向是一 0.4 R 致.而且在1道次的L面还发现了有启动两个滑 且0.3 移系共同作用的现象，这可由图5(d)的组织形貌 看出.两次滑移后留下的形貌呈现很多的平行四 边形.衍射斑点有被拉长的现象，说明晶粒由于 滑移系的启动，滑移的方向不同，而产生了畸变. 00十2寸456789 S面为45的剪切面.ECAP变形1道次后的 变形道次 S面组织如图6(a)所示，有位错胞形成，胞内可以 图3各个面晶粒尺寸与挤压变形道次的关系 看到明显的位错线，大的晶粒沿晶界开始破碎形 Fig.3 Relations between crystal grain dimension and pressing 成了大的位错胞，选区衍射如图6(b)所示. deforming pass

。 杜忠泽等 变形低碳钢的组织变化规律 样用 电火 花 按 照 图 所 示 进 行 切 割 ， 试 样 厚 度 ， 试样减薄处理后 ， 在 一 透射 电 子显微镜下观察 图 忍 饭犯曰记 试样的现鑫面和方向 韶 实验结果与分析 · 钢热轧组织 热轧组 织 由铁 素体加 珠 光 体组 成 铁 素体 晶粒 均 匀 ， 晶 界清晰 ， 形 貌接近 于 等轴 晶 ， 其 平均晶粒尺 寸约 为 拜 珠光 体 不连 续的分布 在铁 素体 晶 界上 ， 其 内部组 织 呈 片层 状分 布 热 轧组织 中的相组 成物 为 根据 一 平 衡相 图 计 算 其 组 织 组 成 物 ， 先 共 析 铁 素 体 占 ， 珠 光 体 占 相 组 成 物 中 ， 相 占 ， 相 占 · 变形后各 面 晶粒度的变化 用直线截距法测量等轴组织 的直径或板条状 组织 的宽度 变形 道 次后 各个面 的晶粒 度大小和变形道 次的关 系如图 所示 从 图中可 以看 出 ， 个 面 晶粒度 变 化的总 趋 势都是 随 着变 形道 次 的增加 晶粒 减 小 ， 只是 各个 道 次减小 的程 度不 一 样 第 道 次细 化 的程 度 最大 ， 从 热 轧 态 的 拌 细 化到 拌 左 右 道 次后 ， 面 晶 粒的尺 寸为 一 拌 ， 其 他三 个 面 小于 拼 · 广 门动尸 变形道次 图 各个面 晶粒尺寸与挤压变形道次的关系 · 口 时 川 组 变形后透射电镜组织 变形 道 次后 的透 射电镜组织 透 射 电镜下可以观察到 实验用钢 变形 道次后 面 的先共析铁 素体 由大量板带状结构 组成 ， 如 图 所示 ， 并 且 有着 明显 的方 向性 ， 与 图 中规 定的 方 向一致 变形 后 的晶粒 内表现 为带 状 组 织 ， 典 型 的板 带 尺 寸 约 为 拌 长 ， 一 拜 宽 这进 一 步表 明强 烈的塑性变 形 导 致 了先 共 析铁 素体 晶 粒 的 破 碎 实验 用 钢 变形 道 次后 典型组织 的选 区衍射谱如 图 所示 ， 其斑 点基 体 为铁 素体 的衍 射 斑 点 这 表 明所示 的典 型组织 中板带组织 的边界 为小角度 晶界 ， 因为 道 次的变形 不足 以形成大角度晶界 道 次后 面的组织 形貌如 图 所 示 由图 中可 以 看 出 ， 该 组 织 有 非常 明显 的方 向 性 ， 而且方 向不 一 致 ， 有 的与 图 中规 定 的 方 向一致 ， 也 有 的 与 方 向 成 一 定 角 度 大 约 为 ， 但都是 片层状 的组 织 ， 片层 有薄有 厚 由于 片层方 向不一样 ， 所 以其 内部 晶粒 的取 向不一致 ， 这 一点也可 由其选 区的衍射斑 点 图 ， 看 出 左 边 细 的 片层 状 晶 粒 通 过 电 子 衍 射 花 样 的 标 定 ， 取 向为 【 ， 而 中间斜板 条 状 是 沿 〔 取 向的 ， 这 与形 貌 图 中板 条 状 组 织 的方 向是 一 致 而 且 在 道次的 面还 发现 了有启动两 个滑 移系共同作用 的现 象 ， 这 可 由图 的组 织 形 貌 看出 两 次滑 移后 留下的形 貌 呈 现 很 多的平行四 边 形 衍 射 斑 点有被 拉 长 的现 象 ， 说 明 晶粒 由于 滑移 系的启动 ， 滑 移的方 向不 同 ， 而 产 生 了畸变 面 为 的剪切面 变形 道 次后 的 面组织 如 图 所示 ， 有位错胞形 成 ， 胞 内可 以 看到 明显 的位错线 ， 大 的晶粒 沿 晶 界 开 始破 碎形 成了大的位错 胞 ， 选 区衍射如 图 所示 ‘卜卜 侧娜哈导日

·432· 北京科技大学学报 2006年第5期 (a (b) 0.5 um 图4ECAP变形1道次后T面的TEM组织(m)及相应的选区衍射谱(b) Fig.4 TEM (a)and diffraction pattern (b)of Q235 after ECAP of one pass on Surface T (a) (b) 05μm (a)组织形貌 b)图(a)中左边竖直穿板条的选区衍射谐 (c) d ●I0 ·2m 054m (C)图(a)中右边任意条板条的选区衍时谱 (d组织形貌 图5ECAP变形1道次后L面的组织 Fig.5 TEM and diffraction patterns of Q235 after ECAP of one pass on Surface L (a) (b) 0.5μm 图6ECAP变形1道次后S面的T亚M组织(a)及相应的选区行射谱(b) Fig.6 TEM(a)and diffraction pattern (b)of Q235 after ECAP of one pass on Surface S

Vol.28 No.5 杜忠泽等：ECAP变形低碳钢的组织变化规律 ·433· R面垂至于45°的剪切面(S面).由图7(a) 的变形使晶粒破碎最为严重，4个面的晶粒尺寸 可以看出，变形1道次后的R面其组织也为薄厚 都达到了0.5m以下，除S面外，变形1道次后 不均匀的片层状.窄板条处的衍射谱如图7(b)所 的组织形貌都表现为薄厚不均的板条状，滑移发 示，晶带轴为[001]方向.窄板条的[110]方向 生在110}面上，而且启动的滑移系不只一组， 和形貌图的方向一致.宽板条组织形貌与图7(c) 这可以说明1道次晶粒的细化是两组或是更多滑 移系同时作用的结果.板条状组织的边界为小角 衍射斑点中[200]方向一致.这说明虽然组织都 度晶界. 是板条状，但晶粒的取向是不同的.ECAP1道次 0.5um 200 图7ECAP变形1道次后R面的TEM组织(a)及 ●231 相应的选区衍射谱(b) Flg.7 TEM (a)and diffraction patterns (b,c)of Q235 after ECAP of one pass on Surface R 2.3.2ECAP变形2道次后的透射电镜组织 2道次S面的形貌如图9(a)所示，形成了等 ECAP变形2道次后的T面的组织虽然有一 轴的位错胞，而且位错已经大量集中在胞壁周围， 定的方向性，但也有等轴的结构存在.总体来看， 胞内位错线减少 2道次的组织方向性不是很明显.这种组织与用 2道次的R面组织形貌多为板条状，如图10 C方式变形2道次后的组织具有明显的不同.C (a)所示，但和1道次不同的是，板条与板条之间 方式变形2道次后的组织仍表现为一定的方向 呈现相互交叉的现象，这一方面说明2道次变形 性，还是板带状[61.而Bc方式经2道次变形后， 很剧烈，另一方面也可能是不同滑移带相互交叉 组织的方向性已经不是很明显，并且有等轴的结 的结果.其选区的衍射谱如图10(b)所示，斑点被 构，说明Bc方式的变形比C方式剧烈，但从典型 拉长，这是由变形产生的位错等缺陷堆积造成的 组织的选区衍射谱看，有近似“菱形”的位错胞，取 晶格弯曲带来的，说明晶粒畸变很厉害.虽然这 向为[211]，与长轴的方向大约一致.有的衍射 时晶格产生了严重的弯曲，但仍然是一个晶粒，至 斑点已经从一个变成了两个，但还是连在一起，也 多在这一个晶粒内存在亚晶， 说明晶格畸变增大，晶带轴方向为[110].2道 2道次ECAP变形后的组织，已经不像1道 次变形后L面的组织如图8(a)所示，大多呈现板 次变形后的组织有着明显的方向性，而是表现出 条状，与图2中规定的x方向大约呈60°，衍射谱 变形带相互交叉在一起的现象.L面虽然还是板 如图8(b)所示，取向为[121]，与组织形貌中板 条状的组织，但晶粒的取向和第1道次不同，变形 多在112面上.组织边界的晶界仍然表现为小 条的方向一致. 角度晶界

杜忠泽等 变形低碳钢的组织变化规律 面垂 至 于 。 的 剪切 面 面 由图 可以看出 ， 变形 道次后 的 面 其组 织 也 为薄厚 不均匀的 片层状 窄板条处的衍射谱如图 所 示 ， 晶带轴为【 方 向 窄板 条的【 方 向 和形 貌 图的方 向一致 宽板条组织形 貌与图 。 衍射斑点中【 方 向一致 这 说明虽然组织 都 是板条状 ， 但晶粒 的取向是 不同的 道 次 的变形 使晶粒 破 碎最 为严重 ， 个 面 的 晶粒 尺 寸 都达到 了 拼 以下 除 面 外 ， 变形 道 次后 的组织形貌都表现 为薄厚 不 均 的板 条状 ， 滑 移发 生在 面 上 ， 而 且 启动 的滑 移 系不 只 一 组 ， 这 可 以说 明 道 次晶粒 的细化是两组 或是 更 多滑 移系同时作用 的结果 板条状 组织 的边 界 为小角 度晶界 图 ， 变形 道次后 面的 几 组织 及 相应的选区衍射诺 一 ， 变形 道 次后 的透 射电镜组 织 变形 道 次后 的 面 的组织 虽然有一 定的方 向性 ， 但也有等轴的结构存在 总体来看 ， 道 次的组织方 向性 不是 很 明 显 这 种组 织 与用 方式变形 道 次后 的组 织 具 有 明显 的 不 同 方式变形 道 次 后 的组 织 仍 表 现 为一 定 的方 向 性 ， 还 是板 带状 而 。 方 式 经 道 次变 形 后 ， 组织 的方 向性 已经 不是 很 明显 ， 并且 有等轴 的结 构 ， 说 明 。 方 式的变形 比 方式剧 烈 ， 但从 典 型 组 织 的选 区衍射谱看 ， 有近似 “ 菱形 ” 的位错胞 ， 取 向为 ， 与长轴的方 向大约 一 致 有的衍 射 斑点 已经从一 个变成 了两 个 ， 但还 是连 在一 起 ， 也 说明晶格畸 变 增大 ， 晶带轴方 向为 〔 道 次变形后 面 的组织 如图 所示 ， 大多呈 现 板 条状 ， 与图 中规 定的 方 向大约 呈 ， 衍射谱 如图 所 示 ， 取 向为 【 ， 与组 织 形 貌 中板 条 的方 向一致 道 次 面 的形 貌 如 图 所 示 ， 形 成 了等 轴的位错胞 ， 而且位错 已经大量集中在胞壁周围 ， 胞内位错线减少 道 次的 面 组 织 形 貌 多 为板条状 ， 如 图 所 示 ， 但和 道 次 不 同的是 ， 板 条与板 条之 间 呈现 相互 交叉 的现 象 ， 这 一 方 面 说 明 道 次变形 很剧烈 ， 另一方 面 也 可 能是 不 同滑 移带相互 交叉 的结果 其选 区的衍射谱如图 所示 ， 斑点被 拉长 ， 这 是 由变形 产 生 的位错 等缺 陷堆积 造 成的 晶格 弯 曲带 来的 ， 说 明 晶粒 畸变 很 厉 害 虽 然这 时晶格产 生 了严重 的弯曲 ， 但仍 然是一 个晶粒 ， 至 多在这 一 个 晶粒 内存在亚 晶 道 次 变形 后 的组 织 ， 已 经 不 像 道 次变形后 的组 织 有着明显 的方 向性 ， 而 是表现 出 变形带相互 交叉 在一起 的现 象 面 虽然还 是板 条状 的组织 ， 但晶粒 的取 向和 第 道 次不 同 ， 变形 多在 面上 组织 边 界 的晶界仍然表现 为小 角度 晶界

·434· 北京科技大学学报 2006年第5期 (b) 121 0.5um 图8ECAP变形2道次后L面的TEM组织(a)及相应的选区衍射谱(b) Fig.8 TEM (a)and diffraction pattern (b)of Q235 after ECAP of two passes on Surface L (b) 05μm 图9ECAP变形2道次后S面的TEM组织(a)及相应的选区衍射谱(b) Flg.9 TEM (a)and diffraction pattern (b)of Q235 after ECAP of two passes on Surface S (b) 0.5um 图10ECAP变形2道次后R面的TEM组织(a)及相应的选区衍射谱(b} Fig.10 TEM (a)and diffraction pattern (b)of Q235 after ECAP of two passes on Surface R 2.3.3ECAP变形3道次后的透射电镜组织 组织形貌图中板条状变形带方向一致，[211]与 ECAP变形3道次后L面的组织形貌也具有 另一组板条状变形带的方向基本一致. 一定的方向性，还是板条状，但板条比前两道次要 2.3.4ECAP变形4道次后的透射电镜组织 薄.衍射显示其取向为[10i],[101],与组织形 ECAP变形4道次后T面的组织如图13(a) 貌中板条的方向一致.3道次S面的组织形貌为 所示，已经基本上是等轴晶，大小为0.2~0.3 图11(a)所示，位错线大量缠结在一起，位错胞变 μm,这说明在材料上实现了亚微晶.选区衍射谐 的不明显，组织选区的衍射谱为图11(b). 斑点数量增加，如图13(b)所示，并且环状特征明 3道次后R面的组织为板条状，有一定的方 显，这进一步表明随着变形量的增加，大角度晶界 向性，但还有变形交叉的现象出现，如图12(a)所 已逐步形成，它的形成可能是由前面变形所产生 示，选区的衍射谱为12(b)所示.[101]取向与 的小角度晶界逐步转变而来的，或是由新的变形

北 京 科 技 大 学 学 报 年第 期 图 变形 道次后 面的 组织 及相应的选 区衍射讼 回 百 目“ ， 加 图 ， 变形 道次后 面的 组织 及相应的选区衍射讲 《 ， 《 目级活 沈 图 ” 变形 道次后 面的 傀 组织 及相应的选 区衍射讲 曰 《 ， 】 变形 道 次后 的透射 电镜组织 变形 道 次后 面的组织形 貌也具 有 一 定的方 向性 ， 还 是板 条状 ， 但板条 比前两道 次要 薄 衍射显 示其取 向为〔 〕 ， 【 ， 与组织 形 貌中板条的方 向一致 道 次 面 的组 织 形 貌 为 图 所示 ， 位错线大 量缠 结在一 起 ， 位错胞变 的不 明显 ， 组织选 区 的衍射谱为图 道次后 面 的组 织 为板条状 ， 有一 定的方 向性 ， 但还 有变形 交叉 的现 象 出现 ， 如 图 所 示 ， 选 区 的衍射 谱 为 所 示 【 取 向与 组织形貌图 中板条状变形带方 向一致 ， 【 与 另一组板 条状变形带的方 向基本一致 变形 道 次后 的透射 电镜组织 变形 道 次后 面 的组 织 如图 所示 ， 已 经 基 本 上 是 等 轴 晶 ， 大 小 为 一 拼 ， 这 说 明在材料上 实现 了亚 微晶 选 区衍 射谱 斑点数量增加 ， 如图 所示 ， 并且 环状 特征 明 显 ， 这进 一步表明随着变形量的增加 ， 大角度晶界 已逐 步形成 ， 它 的形 成可 能是 由前面 变形所 产 生 的小 角度 晶界逐 步 转 变 而 来 的 ， 或 是 由新 的 变形

Vol.28 No.5 杜忠泽等：ECAP变形低碳钢的组织变化规律 ·435· (a) (b) 03m 图11ECAP变形3道次后s面的TEM组织()及相应的选区衍射谱(b) Fig.11.TEM (a)and diffraction pattern (b)of Q235 after ECAP of three passes on Surface S (b) 101 03m 图12ECAP变形3道次后R面的TEM组织(a)及相应的选区衍射谱(b) Fig.12 TEM(a)and diffraction pattern (b)of Q235 after ECAP of three passes on Surface R (a) (b) 0.34m (c) (d) 0.3μm ·图13ECAP变形4道次后T面的TEM组织(a,c)及相应的选区衍射谱(b,d) Flg.13 TEM (a,c)and diffraction patterns (b,d)of Q235 after ECAP of four passes on Surface T 直接导致了大角度晶界的产生，但组织中也有一 明显的位错线，旁边还有等轴晶，晶界很明显，选 些呈现方向性，如图13(c)所示.板带状组织中有 区衍射如图13(d)所示，最内层的圈为{1101面

。 。 杜忠泽等 变形低碳钢的组织变化规律 图 变形 道次后 面的 花 组织 《 ， 及 相应的选 区衍射谱 ， ， ， ， 裂，绍 仪 直接导致 了大角度晶界 的产 生 但组 织 中也 有一 些呈现方 向性 ， 如图 所示 板带状组织 中有 明显 的位错线 ， 旁边还 有等轴晶 ， 晶界很 明显 选 区衍射如 图 所示 ， 最 内层的圈为 面

·436· 北京科技大学学报 2006年第5期 可以看出，圈上的点不均匀，其中与形貌方向一致 面的组织形貌和3道次的组织形貌大体相同，只 的斑点很密，这就说明晶粒多沿这个方向上发生 是4道次的晶界比3道次的清晰一些.选区衍射 畸变.与图13(b)对比，它的组织等轴晶多，其衍 谱显示4道次圈上晶粒密集一些，说明晶粒进一 射斑点最内圈上的点分布比较均匀，这说明用Bc 步细化.R面4道次组织形貌中有变形带交叉的 方式，4道次就实现了等轴晶，大小在0.24m左 现象，如图14(a)所示，也有明显的等轴晶出现， 右，这是C方式所达不到的. 如图14(c)所示.图14(d)中放大的晶粒内部可 4道次L面组织的整体形貌呈现与图2中x 以明显地看到非常多的位错线，位错线再按照一 方向成45°的板条状，组织形貌中也有等轴的位 定的取向在晶内重新排列在一起，形成亚晶界后， 错胞存在，而且选区的衍射谱为环状，说明组织进 亚晶就形成了， 一步破碎、细化，大角度晶界已经形成.4道次S 变形4道次后，已经有晶界清晰的等轴晶形 (b) 03m (a)有交叉变形带的组织形貌 (b)图(a)的选区行射谐 d 03m 03μ4m (c)组织形貌 (d)位错线组织 图I4ECAP变形4道次后R面的TEM组织(a,c,d)及相应的选区衍射谱(b) Fig.14 TEM (a.c,d)and diffraction patterns (b)of Q235 after ECAP of four passes on Surface R 成，Shin等人[9]在623K下进行的实验也是在4 而且晶界清晰，选区衍射谱呈环状.6道次后R 道次后形成了晶界清楚的等轴晶，这就说明温度 面的组织形貌为均匀的等轴晶区，但晶界不是很 不是决定ECAP变形中晶粒细化的决定性因素， 清晰.晶内仍能看见很清晰的位错线，但位错线 变形方式也是很重要的因素，对比于本课题组以 多集中在晶界附近，这和S面的现象有些相似，其 前用C方式对Q235在室温下所做的ECAP变形 衍射谱呈现环状，同样110{面和{112面晶粒 实验，其结果是在11道次变形后也没有等轴晶出 多，所以环的强度大.这是由于在1110}和 现.这就证实了ECAP变形中，Bc方式比C方式 1112面上，随着变形址的进一步增加，晶粒发 更快也更有利于晶粒的细化. 生变形、畸变，形成很多的亚晶粒，使这两个面上 2.3.5ECAP变形6道次后的透射电镜组织 的晶粒急剧增加，从而使110}和112！面的衍 6道次后L面的组织比较乱，被大量的位错 射谐逐步转化为环状，6道次变形后，从每个面 线缠结在一起，如图15(a)所示.衍射斑点已经基 组织图的选区衍射谱可以看出呈现基本的环状， 本呈现环状，如图15(b)所示，但还能看出是由6 这说明晶粒已经进一步细化，小角度晶界已经演 个斑点拉长形成的，说明已经有亚晶形成.6道 化为大角度结晶，滑移面集中在{110{面和 次S面的组织形貌显示晶粒明显较4道次的细， {112面上

北 京 科 技 大 学 学 报 年第 期 可 以看出 ， 圈上 的点不均 匀 ， 其 中与形 貌方 向一致 的斑点很密 ， 这 就 说 明 晶粒 多沿这 个方 向上 发生 畸变 与图 对 比 ， 它 的组 织 等轴晶 多 ， 其衍 射斑 点最 内圈上 的点分布 比较均匀 这 说 明用 。 方式 ， 道 次就 实 现 了等轴 晶 ， 大 小 在 拼 左 右 ， 这是 方式所达 不到 的 道次 面组织 的整体形貌呈 现 与图 中 方 向成 的板 条状 ， 组 织 形 貌 中也 有 等轴 的位 错胞存在 ， 而 且选 区的衍射谱为环状 ， 说 明组织进 一步破碎 、 细 化 ， 大 角度 晶 界 已经 形 成 道 次 面的组织 形貌和 道 次 的组 织 形 貌大体相 同 ， 只 是 道 次的晶界 比 道 次的清晰一 些 选 区衍射 谱显示 道次 圈上 晶粒 密集一 些 ， 说 明晶粒进 一 步细化 面 道次组织形 貌 中有变形带交叉 的 现象 ， 如 图 所示 ， 也有 明显 的等轴晶 出现 ， 如图 。 所示 图 中放大的晶粒 内部可 以 明显地 看到 非常多的位错线 ， 位错线再 按 照 一 定的取 向在晶 内重新排列在一起 ， 形成亚 晶界后 ， 亚 晶就形成了 变形 道次后 ， 已经 有晶界清晰的等轴晶形 有交又变形带的组织形貌 助 图 的选区衍射谱 组织形貌 图 一 变形 道次后 面的 几 组织 《 位错线组织 ， 及相应的选区衍射讼《 ， 一 琳 因 】 砚 翻，绝 雌 成 ， 等人 在 下 进 行 的实验 也 是 在 道次后形成 了晶 界 清 楚 的等轴晶 ， 这 就 说 明温 度 不是决定 变形 中晶粒 细 化 的决 定性 因素 ， 变形方式也是很重要 的因素 对 比于本课题组 以 前用 方式对 在室 温下所做的 变形 实验 ， 其结果是 在 道 次变形后也没有等轴晶出 现 这就证实 了 变形 中 ， 。 方式 比 方式 更快也更有利于 晶粒 的细 化 变形 道 次后 的透 射 电镜组 织 道 次后 面 的组 织 比较 乱 ， 被大 量 的 位 错 线缠结在一起 ， 如 图 所示 衍射斑 点 已经 基 本呈现 环状 ， 如 图 所示 ， 但还 能看 出是 由 个斑点拉 长 形 成 的 ， 说 明 已经 有亚 晶 形 成 道 次 面的组织 形 貌 显 示 晶粒 明显 较 道 次 的细 ， 而 且 晶界清 晰 ， 选 区 衍 射谱 呈 环 状 道 次后 面的组 织形 貌 为均 匀 的等轴晶 区 ， 但晶界 不是很 清晰 晶 内仍 能看 见很 清晰 的位错线 ， 但位错线 多集中在晶界附近 ， 这和 面 的现象有些相似 ， 其 衍射谱呈现 环状 ， 同样 面 和 面 晶粒 多 ， 所 以 环 的 强 度 大 这 是 由于 在 和 面上 ， 随 着变形 量 的进 一 步 增 加 ， 晶粒 发 生变形 、 畸 变 ， 形 成很 多的亚 晶粒 ， 使这 两 个面上 的晶粒急剧增 加 ， 从 而使 和 面 的衍 射谱逐 步转 化为环 状 道 次 变 形 后 ， 从 每个 面 组织 图的选 区 衍 射谱可 以 看 出呈现 基 本的 环 状 ， 这说 明晶粒 已经 进 一 步 细 化 ， 小 角度 晶 界 已经 演 化 为 大 角 度 结 晶 ， 滑 移 面 集 中 在 面 和 面上

Vol.28 No.5 杜忠泽等：ECAP变形低碳钢的组织变化规律 ·437· (b) 0.2m 图15ECAP变形6道次后L面的TEM组织(a)及相应的选区衍射谱(b) Fig.15 TEM (a)and diffraction patterns (b)of Q235 after ECAP of six passes on Surface L 2.3.6ECAP变形8道次后的透射电镜组织 合).其原因是：(1)变形开始后，滑移多在 经ECAP8道次变形后的T面，组织中几乎 {110{,{112和123}上进行，交叉滑移的产 没有板条状组织，基本上已经全部是等轴晶区，如 生造成沿这些面形成位错墙，由于小角度位错墙 图16(a)所示，大小在0.2m左右.衍射谱呈现 和内应力的存在造成选区衍射谱中{110， 非常密集的环状，如图16(b)所示.这说明了其组 112或123！斑点沿圆周方向拉长，斑点也不 织要比4道次的细的多，晶界几乎都转化为大角 像变形前那么清晰圆锐；进一步的变形使得位错 度晶界，还有的区域组织呈现出相互交割的现 墙的位错由高能缠结状态向低能结构转变，形成 象，如图16(c)所示.组织很细，而且变形有方向 厚度比较薄的胞界（晶界/亚品界），而取向差则增 性，可能是滑移带交叉作用的结果.选区衍射如大，其在衍射谱上的表现就是先前拉长的 图16(d)所示，呈现完全的环状，但环的强度不一 1110{,112}或1123斑点分裂成两个或多个 样.最内圈、第3圈和第7圈的强度比其他圈大， 斑点，分裂后的斑点更加圆滑清晰，变形道次增大 这三个圈通过电子衍射花样标定，可知为 到6至8道次时，这些斑点的分裂已经如此地多， 1110,{112}和{1231面，这正好与体心立方 以至于无法在选区衍射谱中分辨出单晶衍射图， 滑移面是110{，112和123}面的理论相符 整个选区衍射谱呈多晶环状，11101,11121或 (b) 02m (d) 2024m 图16ECAP变形8道次后T面的TEM组织(a,c)及相应的选区衍射谱(b,d) Fig.16 TEM(a,c)and diffraction patterns (b,d)of Q235 after ECAP of eight passes on Surface T

。 。 杜忠泽等 变形低碳钢的组织变化规律 一 一 图 变形 ‘ 道次后 面的 ’ 组织 。 ，及相应的选 区衍射谱《 》 《 变形 道 次后 的透射 电镜组 织 经 道 次变形 后 的 面 ， 组 织 中几 乎 没 有板条状组 织 ， 基本上 已经 全部是 等轴晶 区 ， 如 图 所 示 ， 大 小在 拌 左 右 衍射谱呈 现 非常密集的环状 ， 如 图 所 示 这说 明了其组 织要 比 道次的细 的多 ， 晶 界 几 乎都转化为大 角 度 晶界 还 有 的 区域组 织 呈 现 出相互 交 割 的 现 象 ， 如 图 。 所 示 组 织 很 细 ， 而 且 变形 有方 向 性 ， 可能是 滑 移带 交 叉 作用 的结 果 选 区衍 射 如 图 所示 ， 呈现 完全 的环状 ， 但 环 的强 度 不 一 样 ， 最 内圈 、 第 圈和 第 圈的强 度 比其他 圈大 ， 这 三 个 圈 通 过 电 子 衍 射 花 样 标 定 ， 可 知 为 ， 和 面 ， 这 正 好与体心 立 方 滑 移面是 ， 和 面 的理论相符 一 一 之、 【 」 口 其 原 因 是 变 形 开 始 后 ， 滑 移 多 在 ， 和 上 进 行 ， 交 叉 滑 移的产 生造成沿这 些 面 形 成 位 错墙 ， 由于 小角度位错墙 和 内 应 力 的 存 在 造 成 选 区 衍 射 谱 中 ， 或 斑 点沿 圆周方 向拉长 ， 斑 点也 不 像变形 前那 么清晰 圆 锐 进 一 步 的变形 使得 位错 墙的位错 由高能缠 结状 态 向低 能结构 转变 ， 形 成 厚度 比较薄的胞界 晶 界 亚 晶 界 ， 而取 向差 则增 大 ， 其 在 衍 射 谱 上 的 表 现 就 是 先 前 拉 长 的 ， 或 斑 点分裂成两个或多个 斑 点 ， 分 裂后 的斑 点更加 圆滑清晰 ， 变形道次增大 到 至 道 次时 ， 这 些斑 点的分裂 已经 如此地 多 ， 以至 于无 法 在选 区 衍 射谱 中分 辨 出单 晶 衍 射图 ， 整 个选 区衍射谱呈 多 晶环 状 ， ， 或 ’ 一 －－ 一 ” 一 ’ － 图 场 变形 道次后 面 的 组织 《 ， 。 》及相应的选区衍射谱 ， 一 几 ， 《 ， 卜 四

·438· 北京科技大学学报 2006年第5期 {123引指数由于是变形的主要滑移面而在多晶 晶区外，如图17(a)所示，还有如图17(b)所示的 环上表现出比其他指数的环更高的衍射强度. 形貌.由图17(b)中可以明显看出，板条状组织的 (2)这三个面上开动的滑移系多，属于{110| 内部有等轴晶的形成，它的暗场如图17(c)所示， (111),1112111)和123}111)中的滑移 而且形成的晶粒取向不一样，这可由图17(d)看 系都有可能开动，为了协调多个滑移系的共同作 出.同一个斑点已经变成2个斑点，之间的夹角 用，导致这些面上的晶粒碎化程度加剧，位错增 大约为15°左右，这也可以证明晶粒之间的晶界 值，逐步形成亚晶界和亚晶，最后形成了更细的晶 已经是大角度晶界，8道次后R面的形貌也为等 粒，晶粒数量就增加，这样衍射谱呈现环状，而且 轴的晶粒或是位错胞，也有个别呈条状的胞，晶粒 强度比其他面的大 很细.8道次变形后，所有面的组织形貌都表现 8道次L面的组织几乎为等轴晶，晶界清楚， 为晶界清楚的等轴晶，晶粒尺寸多在0.2μm左 晶粒细小，8道次S面的组织除了有很细的等轴 右，完全实现了亚微晶组织的制备 b 02m 024m (c) 081 2 m 图17ECAP变形8道次后S面的TEM组织(a,b,c)及相应的选区衍射谱(d) Fig.17 TEM (a,b,c)and diffraction pattern (d)of Q235 after ECAP of eight passes on Surface S 3结论 成亚晶界，随后的变形道次中，形成尺寸更小的晶 粒 (1)通过观察Bc方式ECAP变形后Q235的 (3)前2道次的晶界多为小角度晶界，3道次 铁素体组织发现：1道次变形最为强烈，晶粒达到 后已经开始演变为大角度晶界分割的多晶组织，4 了0.35m左右.2道次的S面出现了等轴的位 道次后就多为大角度晶界， 错胞.4道次的T面已经形成晶界清楚的等轴 (4)S面在前4道次中的组织都为位错胞， 晶，尺寸0.25um左右，3,4,6道次的L面仍表现 前3道次位错线比较均匀的分布在胞内，4道次 为有方向性的板条状组织，6道次的T,S,R面都 的位错线主要集中在胞壁周围，已经有亚晶粒形 能清楚的看见等轴晶，尺寸0.20~0.25um.8道 成 次后所有的面都已经演化成晶界清晰的等轴晶， (5)R面前3道次的组织还有一定的方向 尺寸0.20um左右. 性，呈板条状，而且2道次后就有很明显的“十”字 (2)在晶粒中有位错胞存在，随着变形道次 交叉的现象.3,4道次也有类似的情况，不过没 的增加，位错密度逐渐在胞壁附近达到最大，位错 有2道次的明显.4道次变形后整体形貌为等轴 胞的尺寸逐渐减小，位错线重新移到一起，开始形 的位错胞和晶粒，位错胞内能明显的看到位错线

· · 北 京 科 技 大 学 学 报 年第 期 指数 由于 是 变形 的主要 滑 移面 而 在 多 晶 环 上 表 现 出 比 其 他 指 数 的 环 更 高 的衍 射 强 度 这 三 个 面 上 开 动 的 滑 移 系 多 ， 属 于 ， 和 中的滑移 系都有可能开 动 ， 为了协调 多个 滑 移 系的共 同作 用 ， 导 致 这 些 面 上 的晶 粒 碎 化程 度 加 剧 ， 位 错增 值 ， 逐步形成亚 晶界和 亚 晶 ， 最后 形成 了更细的晶 粒 ， 晶粒 数量就增加 ， 这 样衍射谱呈现 环状 ， 而 且 强度 比其他面 的大 道次 面 的组 织几 乎为等轴晶 ， 晶界清楚 ， 晶粒细小 道次 面 的组 织 除了有很 细 的等轴 晶区外 ， 如图 所示 ， 还 有如 图 所示 的 形 貌 由图 中可以 明显看出 ， 板条状组织 的 内部有等轴晶的形成 ， 它 的暗场如 图 。 所示 ， 而且 形 成 的晶粒 取 向不一 样 ， 这 可 由图 看 出 同一 个斑 点 已经 变成 个斑 点 ， 之 间的夹 角 大约为 巧 。 左 右 ， 这 也 可以 证 明 晶 粒 之 间的 晶 界 已经 是大角度晶界 道 次后 面 的形 貌也 为等 轴的晶粒或是位错胞 ， 也有个别呈条状的胞 ， 晶粒 很细 道 次变形 后 ， 所 有 面 的组 织 形 貌 都表现 为晶界清楚 的等轴 晶 ， 晶粒 尺 寸 多在 拌 左 右 ， 完全实现 了亚 微晶组织 的制备 图 变形 道 次后 面 的 几 组织 ， 。 及相应的选区衍射谱 一， 咒 ， ， 】 翻 结论 通 过观察 方式 变形后 的 铁素体组织发现 道 次变形 最 为强 烈 ， 晶粒达 到 了 拌 左右 道 次的 面 出现 了等轴的位 错胞 道 次 的 面 已 经 形 成 晶 界 清楚 的等轴 晶 ， 尺 寸 拌 左 右 ， ， 道 次的 面仍表现 为有方 向性 的板条状 组 织 ， 道 次 的 ， ， 面 都 能清楚的看见等轴晶 ， 尺 寸 一 拼 道 次后所有的面 都 已经 演 化成 晶 界清晰 的等轴晶 ， 尺 寸 拌 左 右 在晶粒 中有位错胞存在 ， 随着变形 道 次 的增 加 ， 位错密度逐 渐在胞壁 附近达 到最大 ， 位错 胞的尺 寸逐渐 减小 ， 位错线重新 移到 一起 ， 开始形 成亚 晶界 ， 随后 的变形道次 中 ， 形成尺寸更小的晶 粒 前 道 次的晶界 多为小角度晶界 ， 道次 后 已经 开始演变 为大 角度 晶界分割 的多晶组 织 ， 道 次后就 多为大 角度晶界 面 在前 道 次 中的组 织 都 为位错胞 ， 前 道 次位错 线 比较均 匀 的分 布 在胞 内 ， 道 次 的位错线主要 集 中在胞 壁 周 围 ， 已经 有亚 晶粒形 成 面 前 道 次 的组 织 还 有 一 定 的方 向 性 ， 呈板条状 ， 而 且 道 次后就有很 明显 的 “ 十 ” 字 交叉 的现 象 ， 道 次也 有类似 的情况 ， 不过 没 有 道 次的明显 道 次变形后 整体 形 貌 为等轴 的位错胞和 晶粒 ， 位 错 胞 内能 明显 的 看 到 位错 线

Vol.28 No.5 杜忠泽等：ECAP变形低碳钢的组织变化规律 ·439 存在，还有位错线集中在胞壁上 [3]Tsenev N K,Valiev R Z.Kuzeev I R.Advanced properties of (6)通过观察Q235经ECAP变形后切变面 ultra fine-grained Al-alloys.Mater Scl Forum,1997:127 和垂直面的组织，得出了全新的数据和结果，更加 [4]Segal V M.Materials processing by simple shear.Mater Scl EgA,1995,A197(2):157 真实地揭示了低碳钢ECAP中的组织演变规律， [5]Furukawa M,Iwahashi Y,Horita Z,et al.The shearing 发现了切变面上的等轴位错胞组织的演变和其垂 characteristics associated with equal-channel angular pressing. 直面上的交叉滑移带，说明了交叉滑移对晶粒细 Mater Sci Eng A.1998,257(2):328 化的作用，及ECAP的Bc方式比其他方式细化晶 [6] 王媛.低碳钢的ECAP变形及组织细化研究[学位论文】 粒更有效的原因. 西安：西安建筑科技大学，2000 [7]张郑.7475铝合金的ECAP晶粒细化及组织热稳定性研究 参考文献 [学位论文].西安：西安建筑科技大学，2000. [8]谈育煦，金属电子显微分析，北京：机械工业出版社，1989 [1]Segal V M.Engineering and commercialization of equal chan- [9]Shin D H,Kim BC.Park K T,et al.Microstructural changes nel angular extrusion (ECAE).Mater Eng A,2004,386(1/ in equal channel angular pressed low carbon steel by static an- 2):269 nealing.Acta Mater,2000.48(12):3245 [2]Valiev R Z,Islamgaliev R K,Yunusova N F.Microstructural [10]潘金生，仑健民，田民波.材料科学基础，北京：清华大学 aspects in superplastlcity of ultrafine-grained SPD alloys. 出版社，1998 Mater Sci Forum.2004:411 Structure transformation rule of ECAP-deformed low carbon steel DU Zhongze),CAO Xiaofang,FU Hanguang2),WANG Jingtao,ZHAO Xicheng) 1)Metallurgical Engineering School,Xi'an University of Architecture and Technology,Xi'an 710055,China 2)Key Laboratory for Advanced Manufacturing by Materials Processing Technology.Ministry of Education,Tsinghua University,Beijing 100084,China ABSTRACT Subgrain and micrograin structures of Q235 steel were obtained by the process of equal chan- nel angular pressing(ECAP)at room temperature with the route Bc that samples were rotated 90(and kept the direction unaltered after ECAP.The microstructure evolution of four surfaces was observed after ECAP deformation.It is shown that the microstructure of ECAP deforming Q235 steel is thinned with the in- crease of deformation pass,and the thinning degree of the first pass is the greatest.The appearances of four surfaces are different:Surface S is mainly dislocation cells;Surface R appears the cross of deforming bands in the second pass;there are equiaxed grains on Surface T after two passes,and the grain boundaries of e- quiaxed grains are very clear after four passes,with an average grain size of about 0.25 um;On Surface L are equiaxed grains after four passes,and the grain boundaries are not clear.After eight passes,all surfaces are clear equiaxed grains,the average grain size is about 0.20 um.The subgrain and micrograin structures of Q235 steel can obtain by means of ECAP. KEY WORDS ECAP;low carbon steel;ferrite;crystal grain refinement

。 。 杜忠泽等 变形低碳钢的组织变化规律 · · 存在 ， 还 有位错线集中在胞壁上 通 过 观察 经 变形后 切 变面 和垂 直面 的组织 ， 得 出了全新的数据和结果 ， 更加 真实地 揭示 了低碳 钢 中的组 织 演 变规律 ， 发现 了切变面 上 的等轴位错胞组织 的演变和其垂 直面上 的交叉 滑 移带 ， 说 明 了交叉 滑 移对 晶 粒 细 化的作用 ， 及 的 。 方式 比其他方式细 化晶 粒更有效的原 因 考 文 献 】 叩 ， ， ， 此 谬 一 〕 砚 ， ， ， 一 一 ’ ， 〕 压 、 昭 歇 ， ， ， ， ‘ 嗯 一 ， 仁 王 媛 ， 低碳钢的 变形及 组织 细化研究 〔学位论文 西安 西安建筑科技大学 ， 〔 张郑 铝合金的 晶粒细化及组织热稳定性研 究 【学位论 文 西安 西 安 建筑科技大学 ， 【 谈育煦 金属 电子显微分析 北京 机械工 业 出版社 」 ， ， ， 。 ， ， 【 」 潘金 生 ， 个健 民 ， 田 民波 材料科学 基础 北京 清华大学 出版社 ， 川 一 及 ， 以 ， ’ ， 场 。 ， 摊 。 ’ ， 人 堪 ， ’ ， ’ ， 场 吃 呢 ， ， 吃 ， ， 讨 汀 汀 ， ， 拼 ， ， ， 拜