Презентация Анализ текстуры. Прямые полюсные фигуры онлайн

Содержание слайда:

Содержание слайда: Введение Латинское слово textura означает «ткань, структура». Обычно в изделии присутствует преимущественная ориентировка кристаллов вдоль какого-либо определённого направления. Преимущественная ориентировка кристаллитов в теле называется текстурой.

Содержание слайда: Введение Например, вблизи стенки изложницы металлические кристаллы с кубической решеткой (Al, Cu и др.) растут, ориентируясь вдоль линий теплового потока одной из кристаллографической осей, <100>, т.е. на поверхность слитка столбчатые кристаллы выходят одной из плоскостей (грани) куба {100}.

Содержание слайда: Введение Преимущественные ориентировки возникают при обработке металлов давлением: при прокатке листа или волочении проволоки вдоль направления пластического течения зерна ориентируются закономерным образом. Возникает текстура и при рекристаллизации холоднодеформированных металлов, причем текстура рекристаллизации обычно отлична от текстуры деформации. Множество исследований посвящено исследованию текстур рекристаллизации трансформаторной стали, поскольку с текстурой связаны магнитные свойства этого сплава.

Содержание слайда: Введение Текстура в металлах и сплавах является широко распространенным явлением и возникает при действии на его кристаллы определенным образом направленных внешних или внутренних сил. Направление в изделии, параллельно которому устанавливается определенное кристаллографическое направление кристаллов, называется осью ориентировки. Кристаллографическое направление, устанавливающееся параллельно оси ориентировки называется осью текстуры.

Содержание слайда: Существуют две системы координат. Первая – система координат образца которая описывает симметрию полуфабриката. Вторая – система координат кристалла которая описывает положение атомной решетки. Задача описания текстуры сводится к описанию связи этих двух систем координат.

Содержание слайда: Аксиальные (неограниченные) текстуры При аксиальной текстуре вдоль оси полуфабриката (например: проволоки) устанавливается определенное кристаллографическое направление, т.е. ось текстуры. Например, в алюминиевой проволоке – [111], в Fe или W - [110]. Никаким другим ограничениям ориентировка кристаллов не ограничивается – любой кристалл в теле может быть как угодно повернут вокруг оси текстуры. Обозначение текстуры – <uvw>, где <uvw> - индексы кристаллографического направления, ориентированного вдоль направления силы, вызвавшей образование текстуры.

Содержание слайда: Все возможные варианты расположения зерен в материале с аксиальной текстурой можно представить вращением одного кристалла вокруг направления <uvw>, установленного вдоль оси ориентировки. Аксиальная текстура образуется под воздействием сил, действующих предпочтительно в одном направлении (волочение, экструзия, сжатие, осаждение из газовой среды, кристаллизация и др.). Аксиальную текстуру иногда называют текстурой волочения.

Содержание слайда: Кроме простых аксиальных текстур в проволоках из различных металлов и сплавов могут формироваться сложные текстуры, например спиральные. Спиральная текстура характеризуется тем, что направления <UVW> образуют вокруг оси ориентировки коническую поверхность с углом полураствора . Если  = 0, то получается аксиальная текстура.

Содержание слайда: Рассеяние аксиальной текстуры Обычно не во всех кристаллах металла ось текстуры точно совпадает с осью ориентировки – зачастую эти направления образуют между собой небольшие углы, что трактуется как рассеяние текстуры. Это приводит к тому, что текстурные максимумы на интерференционных кольцах не являются точечными, а представляют собой дуги той или иной длины. Чем больше угол, на который у части кристаллитов направление <uvw> отклоняется от направления идеальной оси текстуры, тем больше степень рассеяния текстуры. Чем больше рассеяние текстуры, тем длиннее дуги, отвечающие текстурному максимуму. Степень совершенства текстуры  (в угловых единицах) определяется по полуширине текстурных максимумов.

Содержание слайда: Рассеяние текстуры Вид рентгенограммы материала с аксиальной текстурой (молибденовая проволока, медное излучение)

Содержание слайда: Многокомпонентные аксиальные текcтуры В некоторых холоднотянутых металлах возникает несколько компонент текстуры. Группа кристаллов с одинаковой ориентировкой называются компонентой текстуры. Так, в металлах с ГЦК решеткой параллельные оси проволоки кристаллы ориентируются не только направлением [111], как в Al, но и направлением [001]. Например, в Cu ось текстуры [111] – имеют 60%, а [001] – 40% кристаллов. Для Au: [111] – 50%, а [001] – 50%. Многокомпонентная аксиальная текcтура записывается как <u1v1w1>+<u2v2w2>+…

Содержание слайда: Ограниченные текстуры Ограниченная текстура (текстура прокатки) характеризуется тем, что определенные плоскости {hkl} во всех зернах параллельны одной внешней плоскости, а направления <uvw>, лежащие в этих плоскостях, параллельны одному направлению. В таких текстурах зерна не имеют ни одной вращательной степени свободы.

Содержание слайда: Ограниченная текстура образуется в том случае, когда на образец действовали силы в нескольких направлениях. Типичным примером ограниченной текстуры служит текстура, возникающая при прокатке. Текстура прокатки образуется в результате действия сил сжатия в направлении, перпендикулярном плоскости прокатки, обозначаемом НН (направление нормали к плоскости прокатки), и сил растяжения вдоль направления прокатки, обозначаемого НП.

Содержание слайда: В случае текстуры прокатки определенные плоскости {hkl} в зернах поликристалла оказываются параллельными плоскости прокатки, а направления <uvw> - параллельными НП. При сильной однокомпонентной текстуре прокатки кристаллиты оказываются практически лишенными степеней свободы, и поликристаллический материал становится подобным соответствующим образом ориентированному блочному монокристаллу.

Содержание слайда: Текстуру прокатки в общей форме обозначают символом {hkl}<uvw>. Плоскость {hkl} параллельна плоскости листа (перпендикулярна направлению нормали), а направление <uvw> параллельно направлению прокатки (НП). Индексы {hkl} и <uvw> связаны между собой условием зональности (направление НП лежит в плоскости прокатки), которое выражается как h*u + k*v + l*w = 0.

Содержание слайда: Многокомпонентная текстура характеризуется наличием нескольких преимущественных ориентировок. Обозначение многокомпонентной текстуры прокатки: {h1k1l1}<u1v1w1> + {h2k2l2}<u2v2w2> + … В реальном материале с текстурой прокатки также невозможно строгое совпадение одних и тех же плоскостей и направлений во всех кристаллах, выражается рассеянием текстуры. Рассеяние текстуры прокатки означает, что плоскости {hkl} у части зерен несколько отклонены от плоскости листа, а направления <uvw>— нестрого параллельны НП.

Содержание слайда: Как определять текстуру? Определение текстуры сводится к нахождению и анализу полюсных фигур исследуемого образца, которые строятся с помощью стереографических проекций. Эти фигуры показывают связь внешней системы координат образца (исследуемого полуфабриката) с системой координат кристалла (его ориентировкой). Полюсные фигуры бывают двух видов: прямая полюсная фигура (ППФ); обратная полюсная фигура (ОПФ).

Содержание слайда: Прямая полюсная фигура Прямая полюсная фигура (ППФ) – это гномостереографическая проекция плоскостей {hkl} во всех зернах поликристаллического образца, характеризующая вероятность распределения ориентации нормали к плоскости {hkl} относительно некоторых внешних осей. При построении ППФ принимаются такие условия: - отображается проекция полюсов одного семейства плоскостей {hkl}, чаще всего {100}; для этого регистрируется интерференционное кольцо 200, имеющееся на дифракционных картинах ОЦК и ГЦК кристаллов; - на гномостереографической проекции не изображается каждый полюс в отдельности, штрихуются те места, на которые проектируются достаточно «густонаселенные» участки сферы проекции.

Содержание слайда: Свойства прямой полюсной фигуры Прямая полюсная фигура {100} характеризует вероятность распределения ориентации нормали к плоскости {100} относительно некоторых внешних осей. Например, если в образце отсутствует текстура, то полюсы любой грани куба равномерно покрывают сферу проекции, и на единицу площади поверхности приходится одно и то же их число. ППФ такого образца является равномерно заштрихованный круг.

Содержание слайда: Построим ППФ для вольфрамовой проволоки с осью текстуры [UVW] = [110]. Нормали к плоскостям куба всех кристаллов образуют с осью текстуры [110] углы в 45 или 90о. На сфере проекции они образуют круги АА и СС с широтами 45о и 180-45=135о и круг экватора ВВ.

Содержание слайда: Углы рассеяния текстуры Теперь сферу проекции спроектируем или на плоскость, параллельную оси проволоки (а) или на плоскость, перпендикулярную оси проволоки (б). Рассеяние текстуры приводит к тому, что полюсы плоскостей проектируются не на линии АА, ВВ и СС, а внутрь заштрихованных областей вокруг этих линий. Угловые расстояния Аа1 и Аа2; Вв1 и Вв2 и т.д. называются углами рассеяния текстуры.

Содержание слайда: ППФ (а) и (б) эквивалентны и содержат одинаковую информацию: ППФ (а) и (б) эквивалентны и содержат одинаковую информацию: - в исследованном образце W проволоки имеется аксиальная текстура с осью [110], так как полюсом {100} «разрешен» поворот на 360о вокруг этой оси; -текстура имеет размытие, определяемое по ширине заштрихованных областей. Для не текстурованного образца той же проволоки ППФ показана на (в).

Содержание слайда: ППФ титанового сплава ТС6 (ОЦК решетка)

Содержание слайда:

Содержание слайда: ППФ титанового сплава ВТ6 (ГПУ решетка)

Содержание слайда: