Comparison of dislocation densities of primary and secondary recrystallization grains of Si-Fe

Abstract

Single crystals of Si-Fe ($\text{3}\text{1}\text{4}$ per cent Si) were cold-rolled and annealed to obtain both primary and secondary recrystallization structures. The dislocation densities of the primary and secondary recrystallization grains were measured by an etch-pit method, which also disclosed considerable variation in etchpit density among the primaries and in many instances within individual primaries. The average dislocation densities were 2 × 10⁷ lines/cm² for primaries and 2 × 10⁶ lines/cm² for secondaries, which indicates that primaries on the average are less perfect than secondaries.

The effects of the observed difference in dislocation density on the driving force for growth in the initial and also in the later stages of secondary recrystallization were considered. Calculations indicate a critical size for growth of a grain in deviating orientation which is substantially above the average size of primaries. The difference in dislocation density contributes approximately 8 per cent to the driving force of a large secondary in the Si-Fe studied.

Résumé

Des monocristaux de Fe-Si (3,25% Si) ont été laminés à froid puis recuits pour provoquer à la fois les structures de recristallisation primaire et secondaire. Les densités de dislocations des grains de recristallisation primaire et secondaire ont été mesurées par la méthode des piqûres de corrosion, qui par ailleurs montre des variations importantes de la densité des piqûres entre les grains de recristallisation primaire et souvent aussi au sein d'un meme grain.

Les densités moyennes de dislocations sont de 2.10⁷ lignes/cm² pour les grains primaires et 2.10⁶ lignes/ cm² pour les secondaries, ce qui permet de conclure à l'imperfection moyenne plus grande des cristaux primaires. Les auteurs ont observé les effets de la différence en densité de dislocations sur la valeur de la force nécessaire à la croissance au cours des stades initiaux et finaux de la recristallisation secondaire. Les calculs indiquent que la taille critique de croissance d'un grain dont l'orientation diffère de la moyenne, est notablement supérieure à la taille moyenne des grains primaires.

Dans les alliages Fe-Si étudiés la différence de densité de dislocations intervient approximati veinent, pour 8% dans la valeur de la force nécessaire à la croissance d'un grain secondaire important.

Zusammenfassung

Einkristalle aus Silizium-Eisen ($\text{3}\text{1}\text{4}$% Si) wurden kaltgewalzt und geeigneten Glühbehandlungen unterworfen, um sowohl primär als auch sekundar rekristallisiertes Gefüge zu erhalten. Die Versetzungsdichten der primär und der sekundär rekristallisierten Körner wurden mit einem ätzgrübchen-Verfahren gemessen. Dabei stellten sich heraus, daß die ätzgrübchendichte zeischen verschiedenen primär kristallisierten Körnern und in manchen Fällen selbst innerhalb ein und desselben Korns beträchtlich schwankt. Als mittlere Versetzungsdichten wurden 2.10⁷ Linien/cm- für primär und 2.10⁶ Linien/cm- für sekundär rekristallisierte Körner ermittelt, woraus hervorgeht, daß die primär rekristallisierten im Mittel weniger perfekt sind als die sekundär rekristallisierten.

Die Einflüsse der beobachteten Unterschiede in der Versetzungsdiehte auf die treibende Kraft des Kornwachstums zu Beginn und auch in den späteren Stadien der sekundären Rekristallisation werden erörtert. Berechnungen ergeben eine kritische Größe für das Washstum eines Korns mit abweichender Orientierung, die wesentlich größer als der mittlere Durchmesser der primären Körner ist. Der Unterschied in der Versetzungsdichte liefert einen Beitrag von etwa 8% zur treibenden Kraft eines großen sekundären Korns in dem hier untersuchten Silizium-Eisen.