轧制方向

材料在轧制过程中的方向

轧制方向是材料在轧制过程中的方向。钢板在轧制过程中，晶粒将沿着轧制方向变形，并形成类似纤维状，顺着纤维方向和与其垂直的方向在性能上有着微量的差异。在钢板取样时拉伸方向应该与纤维方向垂直，在薄弱位置获取的性能必须满足性能要求。

钢板的轧制方向

钢板在轧制过程中，晶粒将沿着轧制方向变形，并形成类似纤维状，顺着纤维方向和与其垂直的方向在性能上有着微量的差异。在钢板取样时拉伸方向应该与纤维方向垂直，在薄弱位置获取的性能必须满足性能要求。在卷制容器筒节时，一般是让钢板的纤维流向呈现为筒节的周向，这与压力容器周向应力是2倍轴向应力的应力分布是相批匹配的。因此采用压辊与扎制方向平行卷制，尽管可以节省一点材料，但是不适宜的。

轧制方向对疲劳性能的影响

垂直于轧制方向的TC1 合金板材在相同的最大循环应力下均较平行于轧制方向的合金板材表现出更长的疲劳寿命，其中当试验温度为200 ℃时，不同轧制方向的合金板材疲劳寿命之间的差异更大。此外，在不同试验温度下，垂直于轧制方向的TC1 合金板材的疲劳极限均高于平行于轧制方向的合金板材的疲劳极限，而且两种不同轧制方向的TC1 合金板材的疲劳极限在200 ℃时的差异相对更大。在垂直于轧制方向上，TC1 合金板材具有更高的高周疲劳抗力。

α-Ti 具有六方结构，而六方结构晶体往往具有明显的各异性。因此，α 型和α + β 型钛合金的拉伸性能常呈现强烈的各向异性，而这种各向异性的出现与轧制期间形成的织构有关。由于织构的形成，当拉伸外力作用方向平行于轧制方向时，施密特因子较大，有利于滑移系的开动，易于发生塑性变形，因此，在平行于轧制方向上的拉伸强度较低；与此相反，当拉伸外力作用方向垂直于板材轧制方向时，施密特因子相对较小，不利于滑移系的开动，需较大外力才发生塑性变形，因此，在垂直于轧制方向上的拉伸强度较高。一般材料的疲劳性能与拉伸强度之间存在着一定的关系，拉伸强度越高，材料的疲劳变形抗力越大，其疲劳性能越高。对于α + β 型的TC1 钛合金而言，其拉伸强度与轧制方向密切相关，即在垂直于轧制方向上的抗拉强度和屈服强度均明显高于平行于轧制方向上的相应强度值。由此可以推断，高周疲劳加载条件下，TC1 钛合金在垂直于轧制方向上较在平行于轧制方向上表现出更高的疲劳抗力，致使合金在垂直于轧制方向上具有更高的疲劳极限和更长的疲劳寿命。

对Fe-3%Si合金织构演变规律的影响

通过轧制方向的改变，形成明显的不同初始织构及组织各向异性。随形变及退火次数增加，这些初始样品组织及织构的各向异性逐渐减小甚至消失。样品转45°及90°轧制使表层的强初始Goss织构极大削弱后，仍能顺利完成点次再结晶及得到较好的磁性能，原因可归纳为以下几点：

1.两次冷轧都是中等压下量，有利于{111}（112）织构的形变量；中间退火使所有不同样品都得到小等轴晶，使初始取向不同带来的差异产生的作用明显减小。因为在相同形变量下，小晶粒样品因晶界多，阻碍位错运动，加速取向转动，更容易从不同初始取向转到相同的取向分布状态，即形成有利于Goss织构的{111} （112）织构。

2.一般认为，点次再结晶晶核来自脱碳板的次表层位；原始热轧板表层是再结晶晶粒，比中心层形变长条晶粒更容易提前摆脱初始织构的影啊，得到稳定的{111}（112）织构，从而使各样品的表层都提前出现具有Goss取向晶粒。

3.再结晶后Goss取向晶粒至少有5mm，一次再结晶后的晶粒尺寸大约是10μm，这样，一个成功的Goss取向晶粒要吃掉7.5 x 106个一次晶粒；而一次再结晶后Goss取向晶粒的体积分数至少有0.5%，即约37500个Goss取向晶粒内只要有1个成功生长就能得到强的Goss织构。以上试样都能满足这个条件。样品转动不同角度后，对抑制剂粒子分布的影啊并不大，所以粒子分布小的差异使得各样品都可顺利点次再结晶。

4.经45°旋转后，原先表层的另一种剪切织构，即{110}（112）织构可转到接近Goss取向（相差100），这种接近Goss取向的织构对最终Goss织构的形成起一定作用。同时，450样品较细小的组织有利于{111}（112）织构的形成，从而可产生新的Goss取向。

5.原始热轧板未经过常化，难以在第点次退火后形成成群分布的Goss晶粒，因此各样品中的Goss晶粒数目及分布差异不大。对900样品，{111}（112）织构的顺利形成，也产生新的Goss取向，对最终Goss织构有更大的贡献。

总结

1.平行于和垂直于轧制方向的TC1 钛合金板材的疲劳极限均随着试验温度的升高而降低；相同试验温度下，垂直于轧制方向的TC1 钛合金板材的疲劳极限高于平行于轧制方向的TC1 钛合金板材。

2.同轧制方向的TC1钛合金板材的高周疲劳寿命均随试验温度的升高而降低；相同的试验温度和最大外加应力下，垂直于轧制方向的TC1钛合金板材的疲劳寿命均高于平行于轧制方向的TC1钛合金板材的疲劳寿命。

3.应力控制的高周疲劳加载条件下，轧制态TC1钛合金板材的疲劳裂纹均以穿晶方式萌生于疲劳试样表面，并以穿晶方式扩展。

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