Рентгенографический анализ текстуры металлов и сплавов

ВЛИЯНИЕ ТЕКСТУРЫ НА СВОЙСТВА МЕТАЛ­ЛОВ И СПЛАВОВ

 

Анизотропия физических и механических свойств. Ани­зотропия свойств пластически деформированных металлов и сплавов обусловлена тремя типами текстуры: «механической», «дислокационной» и кристаллографической.

«Механическая текстура» связана с тем, что при значи­тельной деформации зерна, неметаллические включения,

расслоения и другие элементы структуры принимают вы­тянутую форму (строчечность, волокнистость) вдоль основно­го направления течения металла. Анализ неравноосности зе­рен подтверждает, что при этом каждое зерно деформируется так же, как и весь образец в целом. Например, в результате прокатки зерна сплющиваются в направлении, перпендику­лярном плоскости листа, и вытягиваются вдоль НП, а ширина их в плоскости прокатки меняется незначительно.

Механическая текстура приводит к анизотропии механиче­ских свойств в плоскости листа. При испытании на растяже­ние она проявляется в основном на конечном участке кривой напряжение — деформация. Механическую текстуру трудно рассчитать теоретически, поэтому при ее описании, как прави­ло, ограничиваются экспериментальными данными.

«Дислокационная текстура» вызвана анизотропным рас­пределением дислокаций, получающимся благодаря их ориен­тированному перераспределению в процессе деформации. От­мечено , что для прокатанных с большими степенями об­жатия о.ц.к. металлов с большой ЭДУ (Mo, W) наблюдается не только вытянутость зерен, но и ячеек дислокационной струк­туры вдоль НП. Если же деформация при повышенной темпе­ратуре сопровождается полигонизацией, то эти вытянутые ячейки дополнительно разбиваются на более мелкие области, также параллельные направлению НП. Кроме того, например, для сплава Fe—50% Niс г. ц. к. решеткой  и для Fe—3% Siс о. ц. к. решеткой наблюдаются скопления дислокаций, вы­тянутые вдоль ПН.

Дислокационная текстура в основном влияет на анизотро­пию сопротивления малым пластическим деформациям (пре­дела упругости, предела текучести), приводит к появлению ориентированных напряжений и к эффекту Баушингера.

 

Кристаллографическая текстура поликристаллического материала обусловлена анизотропным распределением ориен­тировок и зависит от типа кристаллической решетки и анизо­тропии данного свойства соответствующих кристаллов.

В нетекстурованном поликристаллическом материале, представляющем собой конгломерат большого числа стати­стически равновероятно расположенных кристаллитов, анизо­тропия свойств не проявляется. Текстурованный материал с

закономерным расположением кристаллитов характеризу­ется анизотропией свойств, которая тем значительнее, чем больше степень деформации, ниже симметрия решетки и больше коэффициент анизотропии данного свойства соответ­ствующего монокристалла. Очевидно, что если в текстурованном поликристалле меняется кристаллографическая текстура, например в результате рекристаллизации, то это ведет к изме­нению анизотропии свойств¹. Если же текстурованный мате­риал характеризуется несколькими ориентировками, оказы­вающими противоположное действие на анизотропию данного свойства, то в итоге может проявиться статистическая квазии­зотропность свойств для поликристалла.

 

Небольшие легирующие добавки и примеси незначительно меняют анизотропию механических и упругих свойств за счет кристаллографической текстуры для холоднодеформированного состояния. В значительно большей степени они влияют на текстуру горячедеформированного или отожженного со­стояния, если для него характерна текстура рекристаллизации, отличная от текстуры деформации.

Кристаллографическая текстура в отличие от механической оказывает влияние в основном на начальный участок кривой напряжение — деформация. Влияние механической и кри­сталлографической текстуры может быть разделено экспери­ментально, например, исходя из того, что при увеличении от О до 90° угла между направлением вырезки образца и осью во­локна для аксиальной текстуры (или с направлением НП в плоскости листа для текстуры прокатки) прочностные свойст­ва за счет механической текстуры должны монотонно возрас­тать, а пластические— снижаться. Кристаллографическая тек­стура, связанная с ориентационной зависимостью свойств, на­рушает эту монотонность.