电沉积镍冷轧及退火组织和性能研究

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电沉积镍材料广泛应用于各种机械、汽车、仪表等行业,初始织构与晶粒形态会影响其形变织构和再结晶织构的形成,从而影响材料的性能,目前对电沉积镍材料的相关研究较少。本文选用电沉积粗晶镍板材和亚微晶镍箔材料进行冷轧及退火实验,采用XRD衍射、金相显微、显微硬度以及背散射衍射(EBSD)等方法系统分析了粗晶和亚微晶镍冷轧态及退火态的组织与性能,比较了粗晶和亚微晶镍形变织构及再结晶织构的演变,探讨了不同初始织构和晶粒形态对形变织构及再结晶织构的影响机制,为电沉积镍材料的织构控制及塑性变形机制提供了一定的理论基础。研究结果如下:(1)具有不同初始织构(沿与沉积面成0°、30°、45°、90°切取)的试样经70%冷轧变形后都得到{220}冷轧织构;原始粗晶镍轧面的显微硬度随切取角度增大而逐渐减小,这是由于试样的横向晶界数量随着切取角度的增加而减少所致;试样经冷轧变形后产生加工硬化,硬度明显增加,并且硬度值保持随切取角度增加而逐渐减小的趋势。与粗晶镍不同,亚微晶镍经20%变形后得到很强的{200}织构,织构系数达到0.9379;其冷轧后的硬度值几乎不变,加工硬化不明显。(2)将冷轧态粗晶和亚微晶镍在400℃下进行退火试验,0°切取粗晶镍的20%变形样退火后保留了{220}原始冷轧织构,其织构系数为0.6476;70%变形样退火后得到{200}再结晶织构,其织构系数为0.4040,同时保留了部分{220}冷轧织构,织构系数为0.4380;与相同实验条件的粗晶镍不同,亚微晶镍20%变形样退火后得到了较弱的{200}和{111}织构,织构系数分别为0.3913、0.3885。(3)比较了未变形和变形亚微晶镍退火组织演变规律,原始亚微晶镍400℃退火后保留了原始{100}丝织构及显微组织状态,试样横截面保持柱状晶形态,表面为等轴晶粒;在退火15min时,试样表面出现少量异常长大晶粒。20%变形亚微晶镍退火后最终得到较弱的Cube ({100}<001>)织构,晶粒取向择优不明显。提出了亚微晶镍的再结晶机制:变形亚微晶镍退火时发生不连续再结晶,在形变孪晶晶界上首先形核,随着退火时间的增加,大角度晶界发生迁移,并逐渐取代小角度晶界,再结晶核心长大,最终得到等轴晶粒。
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