【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属加工，具体涉及一种基于冷轧变形调控再结晶的锆合金板材织构控制方法。
技术介绍
1、锆合金因其兼具优异的耐腐蚀性、较低的热中子吸收截面和良好的力学性能被广泛用于核反应堆的包壳材料和结构材料，例如：定位格架是由锆合金带材冲制而成，是核反应堆固定燃烧组件横向与轴向位置的关键夹持结构。然而，锆合金板材在加工过程中形成的强织构会引起定位格架在冲制过程中常出现开裂等问题，无法实现稳定冲制成形。因此，锆合金板带材织构调控，特别是基面强织构的弱化，是高性能锆合金制备加工的瓶颈问题和工艺难题。
2、锆合金板带材的制备过程主要包括热轧-冷轧-退火等多工序，板材的织构特征与各工序的制备工艺参数密切相关。例如：公开号为cn118048590a的中国专利，提出了锆合金厚板(>8mm)热锻造、淬火、两次热轧和再结晶退火的控制，提高了锆合金板材横向和纵向的力学性能，确保板材各区域组织及性能的均匀一致性。公开号为cn117604414a的中国专利，采用交叉热轧-退火-冷轧-退火工艺制备zr-4薄带材与进口zr-4板材具有相近织构强度的板材。公开号为cn114277327b的中国专利，将锆合金板材在液氮温度下保温后，采用特殊轧制路径引入一定量孪晶，并结合退火处理基于孪晶诱发再结晶实现锆合金基面织构的调整。
3、综上可知，通过控制轧制热轧变形温度及变形量(β-α相变及在α相区)和退火处理工艺参数等方式来调整锆合金薄板的织构。但是，锆合金为密排六方结构，薄板材的织构仍然主要有冷轧变形和退火工艺处理决定。同时，目前所采用
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于冷轧变形调控再结晶的锆合金板材织构控制方法，解决现有技术中锆合金板材织构难以实现调控以及基面强织构弱化等问题，从而结合现有加工工艺实现基面织构的弱化，获得高的冲制性能。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种基于冷轧变形调控再结晶的锆合金板材织构控制方法，包括如下步骤：
4、1)将锆合金热轧板材切割成坯料，并在箱式电阻炉中进行退火处理，以获得等轴状、尺寸合适的的晶粒组织；
5、2)将退火处理后的锆合金板材坯料进行冷轧处理，工艺参数包括：总轧制变形量、单道次轧制变形量或单道次压下率、轧制道次数、轧制方式，通过合理的总变形量设计，控制轧制道次和道次变形量，引入不同的轧制变形累积方式，在锆合金冷轧板材内部形成不同位错和亚晶粒分布状态；
6、3)对冷轧变形制备的锆合金板带材进行退火处理，以获取晶粒细化和织构弱化的完全再结晶板材，通过实验对组织特征和织构类型进行详细表征。
7、所述的基于冷轧变形调控再结晶的锆合金板材织构控制方法，步骤1)中，通过调整退火处理温度和时间以获取等轴状、尺寸为5μm的晶粒组织，为后续冷轧过程变形组织状态控制提供可靠条件。
8、所述的基于冷轧变形调控再结晶的锆合金板材织构控制方法，步骤2)中，总轧制变形量为30％～80％，单道次轧制变形量为0.1mm～0.5mm或单道次压下率为5％～25％，轧制道道次为3～30次，轧制方式为单向轧制或交叉轧制。
9、所述的基于冷轧变形调控再结晶的锆合金板材织构控制方法，步骤2)中，对板材进行等压下量多道次轧制，即每道次采用相同的小轧制压下量0.05～0.15；或者，对板材进行等道次轧制，即对任一总压下量采用固定轧制道次。
10、所述的基于冷轧变形调控再结晶的锆合金板材织构控制方法，步骤2)中，采用等压下量和等道次变形相组合的方式进行。
11、所述的基于冷轧变形调控再结晶的锆合金板材织构控制方法，步骤3)中，退火的温度范围500℃～650℃，时间5min～240min。
12、本专利技术的设计思想是：
13、基于冷轧变形非均匀性促进不连续静态再结晶发生，通过对板材轧制道次和变形量进行优化设计，提升不连续静态再结晶分数，进而实现基面织构的弱化。首先，准备锆合金热轧退火板材，对样品表面进行清洗处理后，采用特殊设计的冷轧工艺对板材进行冷轧变形，工艺a：对板材进行等压下量多道次轧制，即每道次采用相同的小轧制压下量(0.1mm～0.5mm)；工艺b：对板材进行等道次轧制，即对任一总压下量采用固定轧制道次；其次，对轧制后的锆合金板材进行真空退火处理，真空退火的温度为500℃～650℃，退火时间5～240min。从而，通过对锆合金板材加工工艺上作少量改动，获得基面织构弱化后的再结晶锆合金板材。
14、本专利技术的优点及有益效果是：
15、1、本专利技术对锆合金板材进行轧制加工，工艺流程简单可控，通过调控轧制道次和道次变形量，匹配相应退火制度，能够实现了锆合金板材基面织构、塑性和成形性显著提高。
16、2、本专利技术对现有的轧制道次和道次变形量进行优化，对板材进行冷轧处理，可在锆合金板材内部引入不同的晶粒间非均匀变形和晶粒内部亚晶结构。
17、3、本专利技术中退火处理旨在利用冷轧过程引入的晶间非均匀变形和晶粒内部亚晶结构对应静态再结晶机理差异性，从而引入不同的再结晶类型，使得薄板内部能够生成细小的等轴晶粒并同时控制其取向，达到控制锆合金板材织构的目的。
18、4、本专利技术所指提出的轧制变形调控再结晶织构除锆合金板材外，同样适用于具备密排六方结构(hcp)的锌(zn)、钛(ti)、钴(co)、镁(mg)等合金板材。
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1.一种基于冷轧变形调控再结晶的锆合金板材织构控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.按照权利要求1所述的基于冷轧变形调控再结晶的锆合金板材织构控制方法，其特征在于，步骤1)中，通过调整退火处理温度和时间以获取等轴状、尺寸为5μm的晶粒组织，为后续冷轧过程变形组织状态控制提供可靠条件。
3.按照权利要求1所述的基于冷轧变形调控再结晶的锆合金板材织构控制方法，其特征在于，步骤2)中，总轧制变形量为30％～80％，单道次轧制变形量为0.1mm～0.5mm或单道次压下率为5％～25％，轧制道道次为3～30次，轧制方式为单向轧制或交叉轧制。
4.按照权利要求1所述的基于冷轧变形调控再结晶的锆合金板材织构控制方法，其特征在于，步骤2)中，对板材进行等压下量多道次轧制，即每道次采用相同的小轧制压下量0.05～0.15；或者，对板材进行等道次轧制，即对任一总压下量采用固定轧制道次。
5.按照权利要求3所述的基于冷轧变形调控再结晶的锆合金板材织构控制方法，其特征在于，步骤2)中，采用等压下量和等道次变形相组合的方式进行。
6.按照权利
...【技术特征摘要】
1.一种基于冷轧变形调控再结晶的锆合金板材织构控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.按照权利要求1所述的基于冷轧变形调控再结晶的锆合金板材织构控制方法，其特征在于，步骤1)中，通过调整退火处理温度和时间以获取等轴状、尺寸为5μm的晶粒组织，为后续冷轧过程变形组织状态控制提供可靠条件。
3.按照权利要求1所述的基于冷轧变形调控再结晶的锆合金板材织构控制方法，其特征在于，步骤2)中，总轧制变形量为30％～80％，单道次轧制变形量为0.1mm～0.5mm或单道次压下率为5％～25％，轧制道道次为3～30次，轧制方式为单向轧制或交叉轧制。
【专利技术属性】
技术研发人员：邓偲瀛，陈帅峰，宋鸿武，张士宏，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：
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