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恆溫靜置退火過程中織構組織及晶粒取向的變化

第三章 結果與討論

3.4 織構組織與晶界性質的變化

3.4.2 恆溫靜置退火過程中織構組織及晶粒取向的變化

位晶界中依然佔了將近一半之比例,而在中高角度晶界中所佔比例,亦是維持在 8 ~ 9%

左右。

3.4.3 拉伸過程中織構組織及晶粒方位的變化

從上一節我們可以發現,TMT3 經升溫至 250 oC 後,甚至維持恆溫在 250 oC,其 晶粒取向並不會有明顯之變化,即依然呈現著明顯之織構組織。然而,隨著拉伸的進行,

晶粒取向由於晶界滑移將逐漸呈現越來越散亂的分佈,此意味著織構組織將逐漸的消 失。如圖 3-62 所示,為 TMT3 試片在 250 oC 與 1x10-3 s-1的測試條件下,分別拉伸至 10%

(

ε′

~0.1)、20% (

ε′

~0.25)、42% (

ε′

~0.42)、108% (

ε′

~0.97)、153% (

ε′

~1.31) 以及 216%

(

ε′

~2.21) 後,再由 EBSD 分析所得之極圖,當 TMT3 升溫至 250 oC 時,仍呈現出明顯 之織構,但隨著伸長量之增加,織構強度因晶界滑移而逐漸降低,約從 10x 降至 3x。

而這樣的結果,亦可從反極圖得到證明,如圖 3-63 所示,當試片拉伸至 153%時,可以 發現到晶粒取向已接近於均勻之分佈。

如圖 3-64 所示,為剛熱機處理後、升溫至 250 oC 及不同拉伸量之晶界角度分佈趨 勢。剛熱機處理後之試片升溫至 250 oC 時,低角度晶界先從 27.8%躍升至 49.1%,此現 象顯示著一些 diffused 差排組織,在升溫過程中轉換為低角度晶界,且整個微組織變得 更清晰 (sharp),而隨著伸長量的增加,低角度晶界所佔比例則逐漸降低,當拉伸量達 216%時,低角度晶界將降至約 6.9%左右。且原本 bimodal 之晶界角度分佈逐漸轉為散 亂分佈,理想的散亂分佈,乃低角度晶界、中間角度晶界及高角度晶界分別佔了 2%、

19%及 79% [96],因此,當伸長量達 216%時,其晶界角度分佈已趨近於散亂分佈,三 種角度晶界所佔比例分別為 6.9%、15.7%及 77.4%,如表 3-13 所示。

在共位晶界分析方面,剛熱機處理後之試片升溫至 250 oC 時,其共位晶界在中高 角度晶界中所佔比例將由 17.3%升至 21.8%,但隨著拉伸之進行,共位晶界在中高角度

中所佔比例降逐漸降低,當拉伸量達 216%時,其所佔比例將降至約 12.2%;而Σ=3n 之晶界在中高角度中所佔比例,從熱機處理後,在升溫至 250 oC,並進行拉伸,其所佔 比例之變化,乃從 8.3%升至 14.5%,在逐漸下降,當拉伸量達 216%時,則其所佔比例 降為約 5.3%,也就是說,不易進行晶界滑移之共位晶界,其所佔份量逐漸減少,此意 味著,在拉伸過程中,原為低角度之晶界將轉為有利於進行晶界滑移之晶界,而非形成 共位晶界,故在中高角度晶界中,將有更高比例之晶界可以進行晶界滑移。而Σ=3n之 晶界在總共位晶界中所佔比例,依然約佔了一半左右,隨著應變量之增加,並未發現其 變化之趨勢。

因此,透過 EBSD 之分析,將使我們可以更明白,對於熱機處理條件的改變、在適 當溫度不同程度的退火以及拉伸過程,所造成對材料微結構、晶界性質及織構組織之影 響。而從分析結果可發現:

(1) 在適當溫度條件下進行熱機處理,將使β-fiber texture 之強度下降,並提高中高角度 晶界之比例,而隨著軋延量之增加,織構之強度將逐漸下降,且中高角度晶界所佔 比例亦將逐漸提高。

(2) 在 250 oC 恆溫靜態退火的影響下,並不會明顯改變熱機處理後之織構,但由於回 復、再結晶及晶粒成長,織構強度及晶界角度分佈將隨時間之延長而變化。

(3) 隨著拉伸之進行,織構的強度將逐漸下降,晶界角度分佈將逐漸呈現散亂之分佈。

(4) 熱機處理條件的改變,對共位晶界及Σ=3n 之晶界的影響,並不明顯,其主要是受 到靜置退火及拉伸之進行而改變。

3.4.4 探討合併加工應變量與拉伸應變量對晶界性質之影響

考慮 3.4.1.2 節所提到,隨著加工應變量之提高,晶界角度分佈將趨近於散亂分佈,