【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及金屬加工，具體涉及一種基于冷軋變形調(diào)控再結(jié)晶的鋯合金板材織構(gòu)控制方法。
技術(shù)介紹
1、鋯合金因其兼具優(yōu)異的耐腐蝕性、較低的熱中子吸收截面和良好的力學(xué)性能被廣泛用于核反應(yīng)堆的包殼材料和結(jié)構(gòu)材料，例如：定位格架是由鋯合金帶材沖制而成，是核反應(yīng)堆固定燃燒組件橫向與軸向位置的關(guān)鍵夾持結(jié)構(gòu)。然而，鋯合金板材在加工過程中形成的強(qiáng)織構(gòu)會引起定位格架在沖制過程中常出現(xiàn)開裂等問題，無法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定沖制成形。因此，鋯合金板帶材織構(gòu)調(diào)控，特別是基面強(qiáng)織構(gòu)的弱化，是高性能鋯合金制備加工的瓶頸問題和工藝難題。
2、鋯合金板帶材的制備過程主要包括熱軋-冷軋-退火等多工序，板材的織構(gòu)特征與各工序的制備工藝參數(shù)密切相關(guān)。例如：公開號為cn118048590a的中國專利，提出了鋯合金厚板(>8mm)熱鍛造、淬火、兩次熱軋和再結(jié)晶退火的控制，提高了鋯合金板材橫向和縱向的力學(xué)性能，確保板材各區(qū)域組織及性能的均勻一致性。公開號為cn117604414a的中國專利，采用交叉熱軋-退火-冷軋-退火工藝制備zr-4薄帶材與進(jìn)口zr-4板材具有相近織構(gòu)強(qiáng)度的板材。公開號為cn114277327b的中國專利，將鋯合金板材在液氮溫度下保溫后，采用特殊軋制路徑引入一定量孿晶，并結(jié)合退火處理基于孿晶誘發(fā)再結(jié)晶實(shí)現(xiàn)鋯合金基面織構(gòu)的調(diào)整。
3、綜上可知，通過控制軋制熱軋變形溫度及變形量(β-α相變及在α相區(qū))和退火處理工藝參數(shù)等方式來調(diào)整鋯合金薄板的織構(gòu)。但是，鋯合金為密排六方結(jié)構(gòu)，薄板材的織構(gòu)仍然主要有冷軋變形和退火工藝處理決定。同時，目前所采用
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種基于冷軋變形調(diào)控再結(jié)晶的鋯合金板材織構(gòu)控制方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中鋯合金板材織構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)調(diào)控以及基面強(qiáng)織構(gòu)弱化等問題，從而結(jié)合現(xiàn)有加工工藝實(shí)現(xiàn)基面織構(gòu)的弱化，獲得高的沖制性能。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案是：
3、一種基于冷軋變形調(diào)控再結(jié)晶的鋯合金板材織構(gòu)控制方法，包括如下步驟：
4、1)將鋯合金熱軋板材切割成坯料，并在箱式電阻爐中進(jìn)行退火處理，以獲得等軸狀、尺寸合適的的晶粒組織；
5、2)將退火處理后的鋯合金板材坯料進(jìn)行冷軋?zhí)幚?，工藝參?shù)包括：總軋制變形量、單道次軋制變形量或單道次壓下率、軋制道次數(shù)、軋制方式，通過合理的總變形量設(shè)計，控制軋制道次和道次變形量，引入不同的軋制變形累積方式，在鋯合金冷軋板材內(nèi)部形成不同位錯和亞晶粒分布狀態(tài)；
6、3)對冷軋變形制備的鋯合金板帶材進(jìn)行退火處理，以獲取晶粒細(xì)化和織構(gòu)弱化的完全再結(jié)晶板材，通過實(shí)驗對組織特征和織構(gòu)類型進(jìn)行詳細(xì)表征。
7、所述的基于冷軋變形調(diào)控再結(jié)晶的鋯合金板材織構(gòu)控制方法，步驟1)中，通過調(diào)整退火處理溫度和時間以獲取等軸狀、尺寸為5μm的晶粒組織，為后續(xù)冷軋過程變形組織狀態(tài)控制提供可靠條件。
8、所述的基于冷軋變形調(diào)控再結(jié)晶的鋯合金板材織構(gòu)控制方法，步驟2)中，總軋制變形量為30％～80％，單道次軋制變形量為0.1mm～0.5mm或單道次壓下率為5％～25％，軋制道道次為3～30次，軋制方式為單向軋制或交叉軋制。
9、所述的基于冷軋變形調(diào)控再結(jié)晶的鋯合金板材織構(gòu)控制方法，步驟2)中，對板材進(jìn)行等壓下量多道次軋制，即每道次采用相同的小軋制壓下量0.05～0.15；或者，對板材進(jìn)行等道次軋制，即對任一總壓下量采用固定軋制道次。
10、所述的基于冷軋變形調(diào)控再結(jié)晶的鋯合金板材織構(gòu)控制方法，步驟2)中，采用等壓下量和等道次變形相組合的方式進(jìn)行。
11、所述的基于冷軋變形調(diào)控再結(jié)晶的鋯合金板材織構(gòu)控制方法，步驟3)中，退火的溫度范圍500℃～650℃，時間5min～240min。
12、本專利技術(shù)的設(shè)計思想是：
13、基于冷軋變形非均勻性促進(jìn)不連續(xù)靜態(tài)再結(jié)晶發(fā)生，通過對板材軋制道次和變形量進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，提升不連續(xù)靜態(tài)再結(jié)晶分?jǐn)?shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)基面織構(gòu)的弱化。首先，準(zhǔn)備鋯合金熱軋退火板材，對樣品表面進(jìn)行清洗處理后，采用特殊設(shè)計的冷軋工藝對板材進(jìn)行冷軋變形，工藝a：對板材進(jìn)行等壓下量多道次軋制，即每道次采用相同的小軋制壓下量(0.1mm～0.5mm)；工藝b：對板材進(jìn)行等道次軋制，即對任一總壓下量采用固定軋制道次；其次，對軋制后的鋯合金板材進(jìn)行真空退火處理，真空退火的溫度為500℃～650℃，退火時間5～240min。從而，通過對鋯合金板材加工工藝上作少量改動，獲得基面織構(gòu)弱化后的再結(jié)晶鋯合金板材。
14、本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是：
15、1、本專利技術(shù)對鋯合金板材進(jìn)行軋制加工，工藝流程簡單可控，通過調(diào)控軋制道次和道次變形量，匹配相應(yīng)退火制度，能夠?qū)崿F(xiàn)了鋯合金板材基面織構(gòu)、塑性和成形性顯著提高。
16、2、本專利技術(shù)對現(xiàn)有的軋制道次和道次變形量進(jìn)行優(yōu)化，對板材進(jìn)行冷軋?zhí)幚恚稍阡喓辖鸢宀膬?nèi)部引入不同的晶粒間非均勻變形和晶粒內(nèi)部亞晶結(jié)構(gòu)。
17、3、本專利技術(shù)中退火處理旨在利用冷軋過程引入的晶間非均勻變形和晶粒內(nèi)部亞晶結(jié)構(gòu)對應(yīng)靜態(tài)再結(jié)晶機(jī)理差異性，從而引入不同的再結(jié)晶類型，使得薄板內(nèi)部能夠生成細(xì)小的等軸晶粒并同時控制其取向，達(dá)到控制鋯合金板材織構(gòu)的目的。
18、4、本專利技術(shù)所指提出的軋制變形調(diào)控再結(jié)晶織構(gòu)除鋯合金板材外，同樣適用于具備密排六方結(jié)構(gòu)(hcp)的鋅(zn)、鈦(ti)、鈷(co)、鎂(mg)等合金板材。
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1.一種基于冷軋變形調(diào)控再結(jié)晶的鋯合金板材織構(gòu)控制方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.按照權(quán)利要求1所述的基于冷軋變形調(diào)控再結(jié)晶的鋯合金板材織構(gòu)控制方法，其特征在于，步驟1)中，通過調(diào)整退火處理溫度和時間以獲取等軸狀、尺寸為5μm的晶粒組織，為后續(xù)冷軋過程變形組織狀態(tài)控制提供可靠條件。
3.按照權(quán)利要求1所述的基于冷軋變形調(diào)控再結(jié)晶的鋯合金板材織構(gòu)控制方法，其特征在于，步驟2)中，總軋制變形量為30％～80％，單道次軋制變形量為0.1mm～0.5mm或單道次壓下率為5％～25％，軋制道道次為3～30次，軋制方式為單向軋制或交叉軋制。
4.按照權(quán)利要求1所述的基于冷軋變形調(diào)控再結(jié)晶的鋯合金板材織構(gòu)控制方法，其特征在于，步驟2)中，對板材進(jìn)行等壓下量多道次軋制，即每道次采用相同的小軋制壓下量0.05～0.15；或者，對板材進(jìn)行等道次軋制，即對任一總壓下量采用固定軋制道次。
5.按照權(quán)利要求3所述的基于冷軋變形調(diào)控再結(jié)晶的鋯合金板材織構(gòu)控制方法，其特征在于，步驟2)中，采用等壓下量和等道次變形相組合的方式進(jìn)行。
6.按照權(quán)利
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于冷軋變形調(diào)控再結(jié)晶的鋯合金板材織構(gòu)控制方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.按照權(quán)利要求1所述的基于冷軋變形調(diào)控再結(jié)晶的鋯合金板材織構(gòu)控制方法，其特征在于，步驟1)中，通過調(diào)整退火處理溫度和時間以獲取等軸狀、尺寸為5μm的晶粒組織，為后續(xù)冷軋過程變形組織狀態(tài)控制提供可靠條件。
3.按照權(quán)利要求1所述的基于冷軋變形調(diào)控再結(jié)晶的鋯合金板材織構(gòu)控制方法，其特征在于，步驟2)中，總軋制變形量為30％～80％，單道次軋制變形量為0.1mm～0.5mm或單道次壓下率為5％～25％，軋制道道次為3～30次，軋制方式為單向軋制或交叉軋制。
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄧偲瀛，陳帥峰，宋鴻武，張士宏，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院金屬研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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