Оглавление

Оглавление 1

Лекция 18 1

Глава 7. Кристаллографическая текстура 1

7.1. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ТЕКСТУРЕ 1

7.2. СТЕРЕОГРАФИЧЕСКАЯ ПРОЕКЦИЯ 4

7.3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕКСТУРЫ 6

Прямые методы исследования текстуры 8

Функция распределения кристаллитов по ориентациям 16

Лекция 19 20

7.4. ОРИЕНТАЦИОННАЯ ЗАВИСИМОСТЬ НАПРЯЖЕНИЙ 20

ПЛАСТИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ В МОНОКРИСТАЛЛАХ 20

(условие начала пластической деформации монокристалла) 20

7.5. Концепция формирования текстуры деформированного металла 25

7.6. ТЕКСТУРЫ ПРОКАТКИ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ 30

Лекция 20 36

7.7. ВЛИЯНИЕ ВНЕШНЕГО ТРЕНИЯ НА ТЕКСТУРУ ПРОКАТКИ 36

7.8. ТЕКСТУРЫ ВОЛОЧЕНИЯ 37

7.9. КОНЦЕПЦИЯ ОПИСАНИЯ ТЕКСТУРООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ ДЕФОРМИРОВАННЫХ МЕТАЛЛОВ 38

7.10. текстуры отожженных металлов. экспериментальные наблюдения 40

7.11. УПРАВЛЕНИЕ ТЕКСТУРОЙ МЕТАЛЛА ПРИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ 42

ИТОГИ ГЛАВЫ 46

Лекция 18 Глава 7. Кристаллографическая текстура

7.1. Общие представления о текстуре

Термин «текстура» означает строение (например, ткани), расположение частей, построение (например, какого-либо произведения). В материаловедении термином «текстура» обозначают преимущественную ориентацию кристаллитов (зерен) в поликристаллическом материале относительно каких-либо выбранных плоскостей или направлений в пространстве металла. Различают понятия механической текстуры и кристаллографической текстуры.

Механическая текстура  это преимущественная вытянутость или сплюснутость вторых фаз (включений) и (или) зерен в направлении главных деформаций без учета расположения кристаллографических плоскостей и направлений в этих зернах. Так, например, в холоднокатаном металле зерна имеют сплюснутую форму в вертикальном направлении и вытянутую в продольном (см., например, рис. 6.2,в). Механическая текстура не дает большой информации об анизотропии свойств деформированного металла, но всё же влияет на анизотропию.

Кристаллографическая текстура представляет собой преимущественную ориентацию кристаллографических плоскостей и направлений зёрен относительно выбранных в пространстве металла плоскостей и направлений (внешних направлений). Например, при исследовании текстуры прокатанного листа определяют, какие кристаллографические плоскости зерен параллельны плоскости листа и какие кристаллографические направления в этих зернах ориентированы вдоль направления прокатки.

В дальнейшем будем вести речь о кристаллографических текстурах, поэтому будем называть их просто текстурами.

На рис. 7.1,а показано, что в плоскости листа лежит кристаллографическая плоскость (001), а вдоль направления прокатки ориентировано направление [100], на рис. 7.1,б  плоскость (001) и направление [110], соответственно. Поскольку в кристаллах существует совокупность равноценных плоскостей и направлений, например, три плоскости типа {100} и три направления типа <100>, то говорят об ориентировке текстуры {001}<100>, где фигурными или острыми скобками определяют, соответственно, совокупность всех равноценных плоскостей или направлений.Частную ориентировку (001)[100] называют компонентой ориентировки. Так как в листе направление прокатки (НП) лежит в плоскости прокатки (соответственно, перпендикулярно нормальному направлению к плоскости - НН), то для компоненты ориентировки текстуры прокатки (hkl)[uvw] выполняется условие перпендикулярности направлений:

hu+kv+lw=0,

где h, k, l –индексы Миллера НН; u, v, w – индексы НП. Это условие должно всегда проверяться при расшифровке текстуры идеальными ориентировками (см. ниже).

Рис. 7.1. Схематическое изображение текстуры листа:

а(100)<100>;б(100)<110>; НП − направление прокатки, ПН − поперечное направление, НН − направление нормали

Зёрна в металле могут быть ориентированы хаотично (беспорядочная текстура, металл нетекстурован). Это возможно, например, в порошке, если порошинки имеют равноосную форму. В компактном материале получить хаотичную ориентацию зёрен практически невозможно (в том числе в прессованном порошке). В нетекстурованном металле имеются любые ориентации кристаллитов.

Если множество зерен имеет предпочтительные ориентации кристаллографических плоскостей и направлений в пространстве металла, то говорят, что металл обладает кристаллографической текстурой (или текстурован). В этом случае есть не все возможные ориентировки, как в нетекстурованном металле. Металл может иметь несколько преимущественных ориентаций зерен (компонент текстуры) или одну. Количество ориентировок текстуры и степень их рассеяния определяют остроту текстуры. Поликристалл с острой текстурой по свойствам приближается к монокристаллу (в монокристалле одна ориентировка). Характерную совокупность ориентировок текстуры для данного металла или вида обработки называют типом текстуры (например, текстура типа меди, типа латуни; или: текстура прокатки, текстура волочения). Тип текстуры зависит от типа кристаллической решётки, химического состава, вида воздействия на металл (литьё, осаждение, прокатка, волочение, термообработка и т.д.). Существуют различные способы классификации текстур.

Кристаллографические текстуры во многом определяют анизотропию механических и физических свойств металлов, поэтому их изучению уделяется большое внимание. Можно отметить, что управление текстурой с помощью технологии дает возможность регулировать пластичность в требуемом направлении, что особенно важно для холодной деформации малопластичных металлов; дает возможность снижения сопротивления деформации, а, следовательно, и энергозатрат на деформацию и себестоимость готового изделия. Кроме текстуры, на анизотропию механических свойств металлов сильное воздействие оказывает ориентированное расположение включений (границ) второй фазы и примесей вдоль вытянутых границ зёрен.

Ориентации текстуры описывают различными методами, в том числе с использованием стереографической проекции.