【摘 要】
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多层金属复合材料内高体积分数的界面赋予了材料优异的结构与功能特性,可有效结合多种材料的物理、化学、力学等性能,促进了材料综合性能的提高,因此受到广泛关注。多层复合金属材料内,复合金属间的力学性能差异使复合界面存在应力不相容性,界面层金属承受附加的剪切应力出现剪切带,对材料物理、化学和力学性能具有显著影响。剪切带作为金属轧制变形过程中形成的一种重要微结构,在单相金属中剪切带的尺寸、密度、角度及内部取
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多层金属复合材料内高体积分数的界面赋予了材料优异的结构与功能特性,可有效结合多种材料的物理、化学、力学等性能,促进了材料综合性能的提高,因此受到广泛关注。多层复合金属材料内,复合金属间的力学性能差异使复合界面存在应力不相容性,界面层金属承受附加的剪切应力出现剪切带,对材料物理、化学和力学性能具有显著影响。剪切带作为金属轧制变形过程中形成的一种重要微结构,在单相金属中剪切带的尺寸、密度、角度及内部取向等特征受初始晶粒尺寸的显著影响,对初次再结晶织构的形成具有重要作用。目前针对多层复合材料内的剪切带受到较多关注,但是不同晶粒尺度多层材料晶内剪切带行为研究并未受到重视。本研究利用热叠轧Fe-Fe与Fe-Ni复合材料引入界面,通过变化冷轧前晶粒尺寸,研究冷轧过程中微结构与织构的演变规律,探索界面及晶粒尺寸对剪切带萌生、发展特征的影响规律,结合晶内剪切带形核取向的表征,对比研究同质界面和异质界面对晶内剪切带行为的影响,主要创新点与结论如下:（1）随着晶粒尺寸的增加,Fe-Fe复合板中Fe层剪切带数量增加,初次再结晶η织构逐渐增强而γ织构逐渐减弱。Fe-Fe界面的引入促进剪切带形核而抑制晶界形核同时,界面处剪切带再结晶形核晶粒为η取向,而远离界面处剪切带形核晶粒为Goss取向。（2）Fe-Ni复合板剪切带数量随着冷轧初始温度提高先提高后降低,表明剪切带数量变化与冷轧前晶粒尺寸直接相关而非退火温度。随晶粒尺寸的增加初次再结晶η织构增强,γ织构减弱,而与退火温度的变化趋势不同。（3）同质与异质界面条件下,随着晶粒尺寸的增大η织构分数均提高,γ织构分数均降低。同质与异质界面的引入均能够提高剪切带形成数量,进而增强η织构和降低γ织构。异质界面处附加剪切应力导致剪切带内部取向发生偏转,再结晶η织构的减弱。本研究得到Fe-Fe和Fe-Ni复合材料剪切带的晶粒尺寸效应结果,阐明金属材料界面对晶内剪切带与形核取向特征的影响规律,为利用晶粒尺寸与剪切带特征关系调控界面材料再结晶织构提供理论与实验指导。
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