D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1993.01.010 第15卷第4期 北京科技大学学报 Vol.15 No.4 1993年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.1993 冷轧钢板变形织构的定量分析 毛卫民* 摘要：本文利用取向分布函数(ODF),取向线分析和纤维织构定量分析研究了工业纯铁和超 深冲钢板冷轧织构的变化过程；讨论了x取向线和？取向线以及一些取向的稳定性。同时也 分析了钢板变形过程及杂质原子对织构形成的影响。 关键词：轧制变形，织构、取向分布函数，钢板 Quantitative Analysis of Rolling Texture in Steel Sheets Mao Weimin ABSTRACT:The rolling texture developments in commercially pure iron and deep draw. ing steel sheets were investigated by means of orientation distribution function(ODF)and quantitative fibre texture analysis.The stabilities of a and y fibre as well as some orientation were discussed.The influences of rolling process and impurity atoms on the texture devel- opments were also analysed. KEY WORDS:rolling deformation,texture.ODF.steel sheet 用取向分布函数表达多晶体晶粒取向分布有许多优点1，因此它被广泛地用来研究 金属材料中各种织构问题。为了对多晶材料中常出现的织构类型有一个定量的了解，可以 对实际获得的取向分布函数进行正态分布啮合计算3，这样处理不但修正了计算取向分 布函数时常出现的鬼峰误差，而且还可将整个取向分布状态分解成若干个取向为中心、正 态分布的织构分量，并给出各织构分量的准确位置、锋锐程度（正态散布宽度）及百分含 量。实践表明56，用这种方法分析多晶材料中的织构组分，可以把1个大而笼统的织构 概念变得既具体又简捷，十分有利于定量研究。 1实验过程 将厚度为3.5mm、平均晶粒尺寸为56um的热轧工业纯铁(0.024%C, 0.095%Si,0.15%Mn,0.011%P,0.007%S)在四辊轧机上分别轧薄25%，55%， 78%,88%和92%并取样。其真应变分别为0.3,0.8,1.5,2.1和2.6。测定各样品的 *1992-1108收稿第一作者：男.42岁，副教授.博士 +治金部资助项目 *材料科学与工程系(Department of Material Science and Engineering)
4 第 巧 卷第 期 3 年 月 9 9 8 1 北 京 科 技 大 学 学 报 J u o n r a l o f U n i s v r e y t i o f S e i n n c e e a T d e e h o n l o B g y e j i i n g V o l . 5 N 1 o . 4 A u g · 3 9 9 1 冷轧钢板变形织构的定量分析 十 毛 卫 民 ` 摘要 : 本文 利用 取向分布函 数 ( o D F) , 取 向线分 析和 纤维织构 定量分析研究 了工业纯铁和 超 深冲钢 板冷轧织构 的变化过程 ; 讨论 了 : 取向线和 护取 向线 以及一 些取 向的稳 定性 。 同时也 分析了 钢板变形过程及 杂质原子对织构形成的 影响 关键词: 轧制 变形 , 织 构 , 取向分 布函数 , 钢板 Q u a n t it a t i v e A n a l y s i s o f R o l li n g T e x t u r e i n S t e e l S h e e t s r M a o IF已’ln z in * A B S T R A C T : T h e r o lli n g t e x t u r e d e v e l o P m e n t s i n e o m m e r e i a ll y Pu r e i r o n a n d d e e P d r a w · i n g s t e e l s h e e t s w e r e i n v e s t i g a t e d b y m e a n s o f o r i e n t a t i o n d i s t r ib u t i o n fu n c t i o n (O D F ) a n d q u a n t it a t i 丫 e if b r e t e x t u r e a n a l y s i s . T h e s t a b i lit i e s o f 仪 a n d 7 if b r e a s w e ll a s s o m e o r i e n t a t i o n w e r e d i s c u s s e d . T h e i n fl u e n e e s o f r o lli n g P r o e e s s a n d im P u r it y a t o m s o n t h e t e x t u r e d e v e l - o Pm e n t s w e r e a l s o a n a ly s e d . K E Y W O R D S : r o lli n g d e of rm a t i o n , t e x t u er , O D F , s t e e l s h e e t 用 取 向分 布 函 数 表达多 晶 体晶粒 取 向分布 有许多 优 点「’ ,2l , 因此它 被 广泛地用来研究 金属材 料 中各种织构 问题 。 为 了对多 晶材 料中常 出现 的织 构类型有 一个定量的 了解 , 可 以 对实际 获得 的 取 向分 布 函 数进 行正 态 分 布啮 合计算3[, 4 ] 。 这样 处理不但修正 了计算取 向分 布 函数 时常 出现 的鬼 峰误差 , 而且还 可将 整 个取向分布状态分解 成若干个取向为 中心 、 正 态 分布 的织 构分量 , 并给 出各织 构分 量 一 的准 确位 置 、 锋锐 程度 ( 正 态散布 宽度 )及 百分含 量 。 实 践表 明 56[ ] , 用这 种方 法 分 析多 晶 材 料 中的织 构 组分 , 可 以把 1 个 大 而笼统的织构 概念变 得既具 体又简捷 , 十分有利于 定量 研 究 。 1 实验过程 将 厚 度 为 .3 sm m 、 平 均 晶 粒 尺 寸 为 56 尽m 的 热 轧 工 业 纯 铁 ( .0 0 24 % C , 0 . 0 9 5% 5 1 , 0 . 15 % M n , 0 . 0 1 1 % P , O乃0 7 % S ) 在 四 辊 轧机 上 分 别 轧薄 2 5% , 5 5% , 78 % , 8 % 和 92 % 并 取样 。 其真应 变分别 为 0 . 3 , .0 8 , 1 . 5 , 2 . 1 和 .2 6 。 测定各样 品 的 * 19 9 2一 1 1一 0 8 收稿 第一 作者 : 男 4 2 岁 , 副教授 , 博士 + 冶金部 资助项 目 * 材料科学与工程系 ( o e p a r tm e n t o f M a t e r i a l S e i e n c e a n d E n g i n e e ir n g ) DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1993. 04. 010
·370· 北京科技大学学报 1993年No.4 {110},200},{112}和{103}不完整极图。另外将厚度为4.0mm,平均品粒尺寸约为 50μm的热轧超深冲钢(0.004%C、0.002%Si,0.14%Mn,0.009%P,0.008%S 0.003%N,0.045Ti.0.01%Nb）分别轧薄23%，41%，60%和79%并取样。其真应 变分别为0.26,0.52、0.92、1.56。测定各样品的{110}，{200}和{112}不完整极图. 用Buge法计算出各样品的取向分布函数，并用Jura法作纤维织构定量分析，分析x 纤维织构和纤维织构的定量变化。 2实验结果与讨论 图1,2所示的取向分布函数值给出了冷轧变形过程中各品粒取向的聚集状态。从中 可以看出、随着变形量的增加各晶粒取向不断汇聚到x取向线，即x线（图1,2中 p1=0°截面D=45°线)附近。x线上的{111}取向（图1,2中p1=0°截面 Φ=55°处)周围以及！111}取向（图12中p,=90°截面中=55°处）周围的取向密 度都有所增加。这两个取向就是：取向线，即y线的两个端点。从图1上还可以看出Y线 上品粒取向聚集的程度远不如￥线。 STAND DOF -const STAND COF 10 图【工业纯铁板冷轧织构 (a)冷轧25% (b)冷轧92% Fig.1 Rolling texture in commercially pure iron sheet 图3给出」【工业纯铁轧制过程中x和线取向密度的变化。可以观察到、低轧制变形 t时((图3).变形到55%时；线上.的取向密 度增加比较明城（图3纽，b)。随后直乍商轧制变形其(92%上纤维织构不冉明成上.升。 品粒圾向进·步主要聚集到{001}和{112}两处.造成两个峰（图3）、而且 112}上密度的治加总比001)上.米的迟
· 7 3 0 · 北 后、 科 技 人 学 学 报 年 N 3 9 9 1 o 4 { 2 2 卜 卜 和 不 完 整l 极 图 3 { { { ! } } 0 0 0 0 1 1 1 。 另外 将厚 度 为 4 , 。m m 、 ` { 左 均 品 粒 尺 寸约 为 50 声` m 的 热 轧 超 深 冲 钢 ( 0 . 0 0 4 % C , 0 . 0 0 2 % 5 1 , 0 . 14 % M n , 0 0 0 9 % P , 0 . 0 0 8 % S , 0 . 0 0 3% N , 0 0 4 5 T i , 0 . 0 1% N b ) 分 另1 1轧 薄 2 3 % , 4 1% , 6 0 % 和 7 9 % 并取 样 。 其 真应 变分 别】为 0 . 2 6 , 0 . 5 2 , 0 . 9 2 , 一5 6 口 测 定 各 样 品 的 { 1 1 0 } , { 2 0 0 } 和 { 1 12 } 不 完 整 极 图 。 用 Bu gn e 法计算 出各 样 品的取 向 分 布函数 ! ’ ! , 并用 J盯a 法 作纤 维织 构定 最分析 17 , 分析 , 纤维 织构 和 下纤 维织 构 的定 量变化 。 2 实验 结果与讨论 图 ! , 2 所示 的取 向分布 函 数仇 给 出 了冷轧 变 形过 程 中各 晶 粒取 向的 聚集 状态 。 从 中 可以 看 出 , 随 着 变 形 带 的 增 加 各晶 粒 取 向 不 断 汇 聚 到 : 取 向 线 , 即 : 线 ( 图 1 , 2 中 尹 , = 0 。 截 面 中 2 = 4 5 。 线 ) 附 近 。 义 线 I : 的 { 1 1一卜 z xo > 取 向 (图 l , 2 中 价 l = o 。 截 面 巾 = 5 。 处) 周围 以 及 { 1 1 1卜 、 12 > 取 向( 图 1 , 2 中 价一 9 。 。 截 面 中 = 5 。 处) 周 围的取 向密 度都有所增 加 。 这 两 个取 向就 是 丁 取 向线 , 即 下线 的 两 个端点 。 从 图 l 卜还可 以 看 出 下线 上品 粒取 向 聚集 的程度 远 不 如 : 线 _ . 价2 中 1 不于下 一 C 。 归5 t . S T A N D O D F 一中。 p l ` e o n s t . s 下八r讨0 o o F \ 一 ( 戈具 一 、 手 一 一: 入二 _ _ J ` 屯、 2 r 卜二 、 一 泛 ’ 脚 ’ 、 . 户 (少 八 嘿 又才 , · 色 厂 . | ,- é 叮厂叫 司洲州州 了f J l ló … 1 。产 l ǐ | | | 习 ; 刊州月洲| 1 、71川一| ! 厂。一一.3 一 . ù ù ō | 上 、 七 i 丫一 . | 次事, | . | l ì一| ` l 、 砂. 气 匕 / 甘 、 泛 叮日断卜匕队 L 一ó一 万可二侧 一 I J se se 图 1 工业纯铁板冷轧织构 ( a ) 冷轧 2 5% ( b )冷轧 9 2% Fi g . 1 R o l l i n g t c x t u r e i n c o m m e r c i a l ly p盯 e i r o n s h e e t 图 3 给 出 f l 一 业 纯 铁 轧制 过 程 ` } , 二 和 ’,l 线 取向 密度 的 变化 可以 观察 到 , 低轧制 变形 从 时 ( ( 图 31) 变 形到 5 % 时 ; 线 卜的取 向 密 度增 加 比 较 明 显 ( 图 3 a , b) 随 后 白 _ 至 高轧 制 变形 幼 ( 92 % ) ; 纤 维 织 构 不 再 明 撇 卜升 。 粼l 粒取 向 进 一 步 上 要聚 集到 { 0 01 { 和 { 1 12 } 两 处 . 造 成 两 个峰( 图 3 。 ) , 而 且 { 112 } 卜密 度的增 加 总 比 { 0 01 { 卜来的 迟
Vol.15 No.4 毛卫民等：冷轧钢板变形织构的定量分析 ·371· 2:0n5t, FUNE OOF const. FUNE COF 图2超深冲钢板冷轧织构 (a)冷轧60% (b)冷轧79% Fig.2 Rolling texture in deep drawing steel sheet 图4给出了超深冲钢板轧制过程中x和线上取向密度的变化。可以看到，在很低轧 制变形量时(，{111} 和{111}附近来，但不重点聚集在取向{001}附近。随着进一步的变形，x 和线上取向密度稳步增长。 图5是纤维织构定量计算结果。在工业纯铁变形过程中取向随机分布的晶粒，即背底 分量持续减少，而x及：线上晶粒取向聚集总量不断增长（图5）。整个取向空间内晶粒 取向分布基本可以划入这3个分量。其中纤维织构分量x比的增长量大得多。图5b显 示了线正态分布啮合计算所得的x及？纤维织构散布宽度随变形降低的情况。可见？和： 纤维织构分量在形变过程中逐渐变得锋锐，也就是说各分量的峰值密度（图3）和百分含 量增加的同时其散布的漫散程度变小了。这清楚地表明了x和线是多晶纯铁轧制变形过 程中各晶粒取向移动的目标。 超深冲板很低冷轧变形量时(23%)，多数晶粒已转到1线附近（图5℃）。随着冷轧 变形量的增加，￥纤维织构虽然逐渐变得锋锐（图5d),但体积含量却不断减少（图 5c)。另一方面y纤维织构量明显增长，比工业纯铁中的？纤维织构量要高很多（与图5 比较)。同时纤维织构的散布宽度始终在上升（图5），这说明在变形过程中晶粒虽然可 以以较快的速度转到？线附近，而进一步最终到达”线的速度却明显减慢。 比较图1与图2可知，这里超深冲钢中的取向分布函数值，即取向密度值往往不象工 业纯铁中那样高。由于超深冲钢x及？纤维织构组分的散布宽度较大（比较图Sb和图 5d),所以在相应的条件下其体积分量反而较多。 分析面心立方金属的变形过程发现58，{111}滑移系开动造成的变形可使晶粒 取先汇聚于取向{110}附近、然后沿面心立方金属取向空间内的x线(0° -90°，45°，0°)流向取向的{110}。体心立方金属的{110}滑移系开动
V o l . 15 N o . 4 毛卫 民等 : 冷轧钢板变形 织构 的定量分析 3 7 1 一 玛 , : 二 : o n s t · F U随 o D下 〕 飞 厂 (二 飞窝 一 二 一 厂 。 卜 厂 。 夕 尽 . 、 泣 · 、 。 。 g 一 二 - ~ - 。 厂 曰 : ~于厂 一几- 公一 一 、 乙梦 夕 ~ ;少了 乞幼 一 势 , ` 一 丫 · } 侧 、 、 卜 _ 八 、 户 , ~ 夕 一 卜 一 、 、 一 、 、 子汉 ~ ~ 、 、 一 一二 , 一 1 巨 卜 、 J ` 、 、 一 二 「 _、 ~ 户、 z : , . 写 : 二毛井. 〕一` 共_ 丢书、 脚 一_甚共一 份 资飞 _ 熟一 州 ` 。 _ 二 ’ 二 _ ` 户 ’ 一 万之 , 二 冬二 : 丈于二 于又兰{ 。 、 爷 碱 一 ` 一 — 公 、 一 子一 \ ~ ; 一 丫 一 、 、 _ 一 . ~ 讨 汽 、 J 一州 一厂 , 叹 一 ` 几寸 _ 几之 尸: 公 _ } } 、 长行日 卜曹 一, ` 》 亡 砧 、 L 叉 代二 牙 、 _ 、 一 ~ 今 一 r , 户万匆卜 一了了甲佗一 嘴 M 。 二 9 ’ 汽升 界{ 鲁:浪晋行 三 蹄 图 2 超深冲钢板冷轧织构 ( a ) 冷轧 6 0% ( b )冷轧 7 9% F i g . 2 R o lli n g t e x t u r e i n d e e P d r a w i n g s t e e l s h e e t 图 4 给出 了超深 冲钢 板轧 制过 程 中 : 和 7 线 上取 向密 度 的变 化 。 可 以看到 , 在很 低轧 制 变形 量时 ( , { 1 1 1 } 和 { 1 1 1 } 附 近来 , 但不 重点 聚 集 在 取 向 { 0 01 } 附近 。 随着 进一 步的变 形 , : 和 下线上 取 向 密度稳 步增 长 。 图 5 是纤 维织 构 定量计算结果 。 在工业纯 铁变 形过 程 中取 向 随机分 布 的晶粒 , 即背底 分量持续 减少 , 而 二 及 下线 上 晶粒取 向聚集总量 不 断增长 (图 s a) 。 整 个 取 向空间 内晶 粒 取向分布 基本 可 以 划人 这 3 个分量 。 其 中纤维 织构 分 量 : 比 尹的 增长 量大 得 多 。 图 5b 显 示 了 线正 态分 布 啮合 计算 所得 的 二 及 T 纤 维织构 散布 宽度 随变 形 降低 的情况 。 可见 : 和 T 纤维 织构分量 在 形变 过程 中逐渐 变得锋 锐 , 也就 是说各分 量 的峰值 密度 ( 图 3) 和 百分含 量增 加的 同时其散布的漫 散程度 变小 了 。 这 清楚 地表明 了 : 和 7 线是 多 晶纯铁轧制 变形过 程中各晶 粒取 向移动 的 目标 。 超深 冲板 很低冷轧变 形量时 ( 23 % ) , 多 数 晶 粒 已 转到 : 线 附 近 ( 图 s c) 。 随 着冷轧 变 形 量 的 增加 , : 纤 维 织 构 虽 然 逐 渐 变得 锋 锐 ( 图 s d) , 但体积 含 量 却不 断减 少 ( 图 c5 ) 。 另 一方 面 下 纤 维织 构量 明显 增长 , 比工 业纯 铁 中的 下 纤维织 构量 要 高很 多 ( 与 图 5a 比 较 ) 。 同 时 下 纤 维织 构 的散布 宽 度始终在 上升 (图 s d) , 这说 明在 变 形过程 中晶 粒虽 然可 以 以较快 的速度转到 下 线附 近 , 而进一步最终到达 丁线 的速度却 明显减 慢 。 比较 图 1 与图 2 可 知 , 这 里超深冲钢 中的取 向分布 函 数值 , 即取向密 度值往 往不象工 业 纯铁 中那样 高 。 由于超深 冲 钢 : 及 下 纤 维 织 构 组 分 的 散 布 宽 度 较大 ( 比 较 图 5b 和 图 s d ) , 所 以 在相 应 的条件 下 其体积分量反而较 多 。 分 析面心立 方金 属的 变形 过程 发现 15, 1 , { I n } 滑移 系开 动造成的变形 可 使晶 粒 取 先 汇 聚 于 取 向 { 1 10 } 附 近 , 然 后 沿 面 心 立 方 金 属 取 向 空 间 内 的 : 线 (0 。 一 9 0 。 , 4 5 。 , o 。 ) 流向 取 向的 { 1 10 } 。 体心 立方金 属 的 { 1 10 } 滑 移系开动
·372· 北京科技大学学报 1993年No.4 也会造成类似情况，即相当多的品粒取向在变形过程中先礼巢于取向{001}附近， 然后沿x线流向取向{112}。人们熟知轧制时位错滑移造成的取向变化趋势是滑移 面趋于平行于轧面，滑移方向趋于平行于轧向。根据单系滑移模型，取向在x线上的品粒 轧制变形时主要有两个滑移系交替开动、例如(001)[1T1】和(101[11]。这两个滑移系 的综合作用会使晶粒的(112)面趋于平行于轧面，品体的[110方向趋于平行于轧向，因 此晶粒取向趋于流向取向(112110]。用单系滑移模型计算取向变化的结果也证实了这一 点。正是由于这种原因，在轧制过程中取向{1I2}上密度的升高总是落后于取向 {001}上.密度的增加（图3）。体心立方金属中还会有其他滑移系开动，且实际变形 也不一定是单系滑移、因此变形过程比较复杂。工业纯铁中{001}取向稳定性比较 高，这使得上述取向流动现象不如面心立方金属那样明显)。 比工业纯铁含碳、氨及其他杂质原子低得多的超深冲钢冷轧后可以获得很强的，纤 维织构，而取向{001}上的密度值则比较低。分析表明，高纯铁变形时很容易发生 动态回复，变形量高时可在也镜下看到位错密度低、边界明显的动态回复组织，因此加工 硬化很弱。匚业纯铁中碳、氮及杂质原千较多，在冷变形的第二阶段加上硬化率很高， 且动态回复不易进行，这会阻止品粒取向向？线的继续聚集。实际观察也发现二业纯铁在 低变形针时？线上的密度值有显若的增长，但了纤维织构t儿乎不再随进一步变形而改变 (图3a,5a)。超深冲钢中也可以观察到类似的现象（图Sc)。但超深冲钢板低变形量时， 在义线附近聚集的晶粒并不很稳定。随变形其增加x纤维织构量明显减少，只有在较高变 形量时x纤维织构量才稳定下米（图Sc)。同时、冫纤维织构量却出现相应的增加，并稳 定下来（图5℃）。因此可以推断，低变形封时x纤维织构量的一部分转移到；纤维织构上 米。这也应是？纤维织构散布宽度变大的原内（图5d)。比较图3b和图4b可以看到工.业 纯铁：线上取向密度分布比较均匀，而超深冲钢y线上取向{II}附近的密度值较 高。这说明x线上的取向密度有州当一部分取向{I1}而转到，线上.米。 一般认为，x与？纤维织构间的这种变化关系与钢材的纯度有关，因为纯度也会影响 到不同滑移面上.使位错开动的成.力，所以杂质原子对加【硬化，对多系滑移各滑移系开动 的组合状态以及对不同指数的滑移面临界切戍力的影响很能是造成业纯铁纤维织构 较弱及{001}织构较稳定的原因，这·点尚等进~步探讨， 3结论 对业纯铁和超深冲钢冷轧织构的定量分析表明，轧制过程中各品粒取向米到x线 和？线上.米，而且能够沿x线从取向{001流向取向！112}…1业纯铁低变 形时晶粒取向明显孔聚到：线上。由」于杂质原了对了加「硬化的促进、及对动态问复的 碍、变形量升高时线上的取向密度的增长明显减弱。虽然超深冲钢中也有类纪念现 象，但x纤维织构会向，织构转移，使得：织构量达到一个料高的水。随着变形量的增 加各纤维织构上取向聚集程度越米越高，即随取向密度值和纤维织构给分的了分含提 高、散布宽度变小。但在超深冲钢中山」x纤维织构其向？仟维织构的转移及晶粒取向最 终到达，线的速度减慢、使得；纤维织构的散布觉度反而有所增加。对取向分布函数作 线。正态分布啮合计算有助于对体心立方金属中的织构作定量分析和细致研究
2 北 京 科 技 大 学 学 报 年 N 1 3 7 3 9 9 o 4 也 会造 成 类似 情况 , 即 相 当多 的晶 粒取 向在 变 形过 程 中 光 汇聚 于取向 {。01 } 附近 , 然 后 沿 : 线 流 向取 向盗1 12卜 1 10 > 。 人 们熟 知轧制 时位 错滑移造成 的取 向变化趋 势是 滑移 面趋 于 平行 于轧面 , 滑 移方 向趋 J 二 ` } 毛行 于轧 向 。 根据 单 系滑移 模 型 , 取 向在 义 线 卜的 品粒 轧 制 变 形时 主 要 有 两 个滑 移 系 交替 开 动 , 例 如 ( 0 01 ) l】川 和 ( 10 1)[ 1川 。 这 两 个滑移 系 的 综 合作 用会使 晶 粒的 ( 1 12) 面趋 于平行 J 几 轧 面 , 品体的! 1 10] 方 向趋 于平行 于 几轧 向 , 因 此晶 粒取 向趋 于 流 向取 向 ( 1 12) ! 1 10] 。 用 单系滑 移 模 型 计算取 向变 化 的结 果 也证实 了这一 点 。 正 是 由于 这种 原 因 , 在 轧 制 过 程 中取 向 { 1 1 2 } 卜密 度的 升 高总 是 落 后 f 取 向 {0 1 } 上密度 的增 加 (图 3 a) 。 体心 立方 金 属 中还 会有 其他 滑移 系 开动 , 且 实际 变形 也 不 一 定 是单系 滑移 、 因此 变形过 程 比 较复 杂 。 l 一 业纯铁 中 { 0 01 } 取 向稳 定性 比较 高 , 这 使得 卜述 取 向流 动现象不 如面 心 立方 金属 那样 明显 l5J 。 比 工 业纯铁 含碳 、 氮及其他 杂质 原 子量 低 得 多的超 深 冲钢冷 轧 后 可以 获 得很强 的 了 纤 维 织 构 , 而取向 { 0 0 1 } 卜的密 度值则 比 较 低 。 分析 表 明 , 高纯铁 变形 时很容易 发 ’ } 几 动 态 回 复 , 变形 量高 时 可在 电镜 一 下看到 位错 密度 低 、 边 界明 显 的动 态 回 复组织 , 因 此 加 I - 硬 化 很弱 9l[ 。 _ 仁业纯 铁 中碳 、 氮 及杂 质原 子较 多 , 在 冷 变形 的第 二阶段 加 上硬化 率 很 高 , 且 动 态回 复不 易进 行 , 这 会阻 止晶粒 取 向向 丁线 的继续 聚集 。 实际 观察 也发现 「业纯铁在 低 变形 量 时 丁 线 上的 密度 值有 显 著的 增长 , 但 于纤 维 织构 最 儿 乎 不 再随进 一 步变 形而 改变 ( 图 3 a , s a) 。 超深 冲钢 中 也 可以 观 察到 类 似 的现 象 ( 图 s c) 。 但超 深 冲钢板 低 变形 量时 , 在 : 线 附近 聚集 的晶 粒 并不 很稳定 。 随 变形 镜增 加 : 纤维织 构 量 明 显减 少 , 只有 在较高 变 形量 时 : 纤维 织 构量 才 稳 定 下来 ( 图 s c) 。 !司时 , 下纤 维 织 构最 却 出现相 应 的增 加 , 并稳 定 下 来 《图 s c) 。 囚此 可以 推断 , 低变 形缺 时 : 纤 维织 构量 的 一部 分转 移到 下纤 维 织构 上 来 。 这 也应是 7 纤 维 织构散 布宽 度变 大的 原因 ( 图 s d ) 。 比较 图 3 b 和 图 4 b 可以 看到工 业 纯铁 下线 卜取 向密 度分布 比 较均 匀 , 而超 深 冲钢 下线 卜取向 { 1 1 } 附 近 的密 度位 较 高 。 这说 明 : 线 卜的 取 向密度 有相 当 一 部分经 取 向 { ! ! ! } 而转 到 ; 线 卜来 。 一 般认 为 , : 与 于纤 维织 构 间 的这 种 变 化关 系 与钢 材 的纯 度 有关 , 因为纯 度也 会影 响 到 不 同滑 移 面 h 使位 错 开 动 的应 力 , 所以 杂 质原 子对加 .-I 硬化 , 对多 系滑移各 滑 移 系开动 的组 合状 态以 及 对不 同指 数 的滑移 血 临 界切应 力的影 响很 可能 是造成 l ; 业纯 铁 ; 纤 维织 构 较弱 及{ 0 0 1 } 织 构较稳 定 的原 囚 , 这 点 尚 等进 一 步探 讨 3 结 论 对 l二业纯 铁 和超 深 冲钢冷 轧织 构 的定 斌分析 表明 , 轧 制过 程 中各况l 粒取 向了! . 聚到 义 线 和 下 线 卜来 , 而 且能够 沿 : 线 从取 向 { 0 01 } 流 向取 向 { ! ! 2 } 卜 i! , 纯 铁 低 变 形狱时 品 粒取 向 明 显 汇聚 到 丫线 卜 。 } l门 二 杂质原 r 对 j 几 加 曰史化的 促进 , 及 义扣;)J 乞回 复的 阻 碍 , 变 形量 升高 时 丁 线 卜的取 向密 度 的增 长明 显 减弱 。 兰 然 超深 冲钢 , ! , 也了J 类纪 念 现 象 , 但 立 纤 维织 构会 向 了织 构转 移 , 使得 ; 织构 举达 到 一 个料 高 的水 、 } ` 随 着 变形钻 的增 加各纤 维 织 构 仁取 向 聚集 程 度 越来 越 高 , 即随 取 向 密度 依 和 纤 维织 构 给 分的 自 ` 分 含 狱提 高 , 散布 宽度 变 小 。 但在 超深 冲钢 中 山 J l : 纤 维织 构斌 向 7 纤 维织 构的转 移 及 , }产.粒 取 向最 终 到 达 丁线 的 速 度 减 慢 , 使 得 下 纤 维 织 构的 散 布 宽 度 反 而 有 所 增加 。 对取 向 分布 函 数作 线 。 正 态分 布啮 合 计算有助 f 对 体心 盆方金属 中的织 构 作定量 分 析和细 致研 究
Vol.15 No.4 毛卫民等：冷轧钢板变形织构的定量分析 ·373· 001 112 111 110) 111 111 110 110/ 110 011 211 ,=0· 中=55 20 92=45 20 2=45· 92% 0% 15 88 78% 10 55% 0% 25% 0 0 30 90 60 90 中) 图3工业纯铁板冷轧织构取向线分析 (a)z取向线 b;取向线 Fig.3 Fibre texture analysis in commercially pure iron sheet 001) 112 111 110 1117 111 110 110 .110 110 011 211 a P,=0” ) 6=55· P2=45· P,=45 8 0% 8 兽 79 23/% 0/% 0 0 0 60 90 60 中( p(9 图4超深冲钢板冷轧织构取向线分析 (ar取向线 (b)取向线 Fig.4 Fibre texture analysis in deep drswing steel sheet
l o V . 5 N o 1 . 4 毛卫 民等 : 冷轧钢板变形织构的定量分析 7 3 3 周 周 { 姗 万 { , , o } 乏 ( 1 1 0 ) 一 ( ;{{} { ;{} } 译扣布毛4 粼消脚卜州喊 ǎ樱侧脚僻尽 又, ` 共 日 } ` , t = 0 “ 中 2 = 4 5 . O% 脚侧足澎 动 (/ 中1 (/ 图 3 工业纯铁板冷轧 织构取 向线分析 a( ) 曳 取向线 〔b) 护取 向线 F ig . 3 Fi b r e t e x t u r e a n a l y is s i n c o m m e r e i a l y P u r e i r o n s h e t ! 产JI , `二. 盆. 盛`二. . l `, 护 ! 之 L , 1 0 1 乏 ,“ 飞 1 1 0 ) ( o l l J 1 12 1 10 {{; a( ) . { 灸 兽 问 币。 5 5 , 中2 = 45 . l l 、 奋声人 ! l \ 卜丫 . l } 侧却往僻 僻但却侧奢 必(/ , 伊 人o) 图 4 超深冲钢板冷轧织构取向线分析 a( ) “ 取向线 (b ) ? 取 向线 iF g . 4 iF b er t e x tU er a n a l y s i s i n d ce p d玲 w i n g s t e ( 1 s h e t
·374· 北京科技人学学报 1993牛No.4 80a) 14 (b) 0 60 10 40 ●7 限 0背底 四 6 2 0 真应变 真应变 80 @ 16 60 —00- 9 12 40 -0 20 0 真应变 真应变 图5线织构定量分析 (a体积分量（工业纯铁板） (b)散布宽度（工业纯铁板） (c体积分量（超深冲钢板） (d)散布宽度（超深冲钢板） Fig.5 Quantitative fibre texture analysis 参考文献 I Bunge H J.Z.Metallkde 1965.56:872 2 Roe R J J.Appl Phys.1965.36:2024 3 Virnich K H.et al.Proc 5th Inter Conf Texture Mater Aachen.1978.128 4 Lucke K.et al.Acta Met.1981.29:167 5毛卫民.北京科技人学学报、1990.12：32 6 Mao W.et al.Proc.8th Inter.Conf.Texture Mater Santa Fe USA.1988.613 7 Hirsch J.Lucke K.Theoretical Methods of Texture Analysis.ed by Bunge H J. DGM Information-GmbH.1987.53 8 Hirsch J.Mao W.Lucke K.Aluminium Technology.London:Institute of Metals 3.70 9 Kern R.et al.Steel Research .1986.57:563
· 4 7 3 · 北 京 科 技 大 学 学 报 年 可 1 9 9 r 3 0 . 4 背底 0 书 : 之幼 阮 1 4 l 0 盆之 , 、 考5 = = ǎ 。 ù侧撼怜轻à 岁 . 川彩挂求 真 应 变 真 应变 才一 l 6 12 d() \ _ 才入 ǎ 。侧械姆轻)/ 印804020 岁 . 众彩挂训 l 真应 变 l 真应变 图 5 线织构定 量分析 ( a )体积分且 (工业纯铁板 ) 仕肺积分 t (超深冲钢板 ) ( b )散布宽度 (工业纯铁板 ) (d) 散布宽度 (超 深冲钢板 ) Fi g , 5 Q u a n t i t a t i v e if b r c t e x tu r e a n a ly s i s 参 考 文 献 1 B u n g e H J . Z . M e t a llk d e . 19 6 5 ` 5 6 : 8 7 2 2 R o e R J J . A P P I P h y s , 19 6 5 , 36 : 2 0 2 4 3 V i r n i e h K H , e t a l . P r o e s t h l n t e r C ( ) r飞f T e x t L一r e M 之一t e r A : 一e h e n . 1 9 7 8 . 12 8 4 L o e k e K , e t a l . A e t 乏一 M e t , 19 8 ! , 2 9 : 16 7 5 毛卫 民 . _ 1匕京科技 大学 学报 , 19 0 12 : 犯 6 M 之l〔 ) W , e t a ! . P r o e . s t h I n t e r . C o n f . T e x t u r e M a t e r S a n t之一 F e U S A 、 19 8 8 , 6 13 7 H i r s e h J , L o e k e K . T h e o r e t i e a l M e t l l o d s o f T e x t u r e A n : 2 1,从 i s . e d b ) B u l l g e H J . O G M I n of r m a ti o n 一 G m b H , 19 8 7 , 5 3 8 H i r s e h J . M a o W , L o e k e K . A l u m l n i u m T e e h n o l o g y , L o n d o rz : 1 l l s t it u t e o t ’ M e t 往1 5 3 . 70 9 K e r n R , e t a l . S t e e 1 R e s e a r e h , ! 9 8 6 5 7 : 56 3