块体电沉积纳米晶NiFe合金冷轧织构与初始织构和晶粒尺寸的相关性研究

电沉积法是制备块体纳米晶体材料最有前途的方法之一，电沉积纳米材料具有致密度高、晶界纯净、晶粒尺寸易控等优点。电沉积法制备纳米材料的生长方向多呈柱状晶结构。对电沉积纳米材料变形织构的研究可为其织构控制和塑性变形机制的研究提供科学依据。考虑到材料初始织构的变化可能会影响电沉积纳米柱状晶组织在塑性变形过程中的择优取向，此外，当纳米材料的晶粒尺寸降到某临界晶粒尺寸以下时可能会发生塑性变形机制的转变，随之其变形织构应该会相应地表现出不同的特征。为此，本项目拟以块体电沉积纳米晶NiFe合金为研究对象，系统研究其冷轧织构与初始织构和晶粒尺寸的相关规律，并通过对冷轧变形过程中材料微观组织和织构演变特征的研究，探讨初始织构和晶粒尺寸对电沉积纳米合金冷轧织构的影响机制。本项目研究成果可以丰富纳米材料的织构理论，为电沉积纳米材料的织构控制和塑性变形机制的研究提供科学依据。

本项目采用电沉积块体Ni或NiFe合金为研究对象，系统研究了冷轧织构与初始织构和晶粒尺寸的相关规律，阐明了不同初始织构和晶粒尺寸的电沉积材料冷轧变形过程中微观组织及冷轧织构的演变特征，揭示了初始织构和晶粒尺寸对电沉积材料冷轧织构的影响机制。发现电沉积亚微晶镍冷轧变形后形成了均匀细致的等轴晶组织，冷轧织构为{200}型织构，该异常的冷轧织构及组织特征与电沉积材料的柱状晶组织及晶粒转动/晶界滑移机制参与了材料的塑性变形过程有关。电沉积纳米晶NiFe合金冷轧后发生了晶粒长大，横截面冷轧后形成了异常的旋转高斯({011}<011>)织构，这与晶粒转动聚合长大机制及不同初始织构的影响有关。研究结果丰富了金属材料的塑性变形理论，对金属材料塑性变形机制发生转变的临界晶粒尺寸进行了修正，对传统的织构理论进行了补充和丰富，为电沉积材料的冷轧织构调控提供了可靠的科学依据。此外，本项目进一步研究了块体电沉积Ni或NiFe材料的再结晶织构与初始织构和晶粒尺寸的相关规律，揭示了电沉积材料的再结晶织构与初始织构及晶粒尺寸相关性机制。发现冷轧态电沉积亚微晶镍的再结晶织构为FCC材料典型的立方({100}<001>)织构，表明亚微晶镍的再结晶行为适用于传统的再结晶理论。冷轧态纳米晶NiFe合金的等温退火过程出现两个晶粒异常长大阶段。第一阶段晶粒异常长大过程是通过纳米晶粒的转动聚合长大机制来完成，再结晶织构继承了冷轧织构的特征。第二阶段晶粒异常长大过程中发生异常长大晶粒的取向与亚微米基体的织构密切相关。研究结果丰富了金属材料的再结晶理论，为电沉积材料的再结晶织构调控提供了科学依据。