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多晶金属材料,其宏观力学性能主要依赖于其内部的微结构特征,尤其是塑性流动过程中的滑移系开动以及内部晶粒取向。其中,普遍存在于形变金属中的织构现象,对材料的性能有着重要的影响,直接关系其在生产制备及工程应用中的性能。因此,对材料的微观形变机制准确理解并预测和控制形变织构,已成为研究和开发新材料领域一个重要的发展方向。本论文借助X射线衍射、透射电子显微镜(TEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)等分析测试手段并结合使用自洽模型模拟对不同层错能面心立方金属的形变织构演化进行了研究。 XRD织构测定结果和TEM微观结构分析结果表明,大形变下(压下量为80%),层错能较高的铜和镍主要以位错滑移的方式发生塑性变形,晶粒为铜型取向。对于层错能较低的黄铜,形变量较小时(压下量为20%),位错运动和增殖是黄铜发生塑性变形的主要方式,样品中包含有强度相当的铜型和黄铜型取向。当达到中等形变量(压下量为40%)时,高密度位错区域出现了大量密集、微细的形变孪晶,局部区域还可观察到细小的纳米晶粒。形变量进一步增至80%时,在样品中可普遍观察到剪切带的存在,且该剪切带与样品轧制方向呈约30°角。大形变下黄铜的晶粒由铜型取向完全转变为黄铜型取向。 对压下量为40%的层错能较低的冷轧黄铜EBSD结果分析表明,晶粒内部有一定的微取向差;某些晶粒内已形成大量密集的形变孪晶,且孪生主要发生在{110}取向的晶粒中;在样品中还观察到了上下两部分晶粒均包含大量形变孪晶,而其间的区域无明显形变孪晶界面特征,且表现为取向差较大的微取向分布,此中间区域即为由于晶粒内部两部分发生相互切变所形成的剪切带。 另外,利用自洽模型对不同层错能面心立方金属的冷轧织构进行了模拟,结果表明,对层错能较高的金属镍和铜,考虑开动滑移系为其形变机制时,模型能够理想的对织构演化作出模拟。而对于层错能较低的黄铜,只有当形变量较低时才能获得理想的结果。在模型中引入孪生系的作用,并考虑孪生形核软化和引入各种硬化机制,模拟可得到铜型织构随形变量增大而减弱的趋势。而且,本文使用双相自洽模型对黄铜的冷轧织构进行了模拟。通过对剪切带两侧的晶粒分别使用不同的应变张量作为边界条件,将剪切带机制引入模型。模型能够较为理想地对黄铜在大形变下的织构由铜型向黄铜型的转变做出预测。