织构类型及其测定方法.

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例:冷拉铁丝(体心立方金属)具有<110>丝织构,即铁丝中大多数晶粒的<110>方向 倾向于平行丝轴方向。 但在实际的冷拉铁丝材料中并不是所有晶粒的 <110> 方向都严格平行丝轴方向。左图 为 <110> 方向与丝轴之间夹角为 φ 的晶粒的百分数,亦即 <110> 极点分布在方向上的百分比 (极密度)<110> 随夹角的分布。 冷拉铝丝中100%晶粒的<111>方向与拉丝轴方向平行,即具有<111>丝织构。冷拉铜丝 中60%晶粒的<111>方向与拉丝轴方向平行,而另外40%晶粒的<100>方向与拉丝轴方向平
轧 向面 法 轧 向
轧面法向
<100>
{100} <110> <110> 轧向 {100}<110>织构中晶 粒与板材外形相对取 向示意图
{100}
例如,冷轧铝板的理想织构为(110)[ī12]
如图为经轧制后的纯铁板材的部分晶粒取向示意图﹐其(100)面平行于轧面,
[011]方向平行于轧向﹐说明该板材具有一种(100)[011]织构。
行,即冷拉铜丝具有<111>+<100>双重丝织构。
2)、板织构
在轧制过程中,随着板材的厚度逐步减小,长度不断延伸,多数晶粒不仅倾向于以某一晶向 <uvw> 平行于材料的某一特定外观方向,同时还以某一晶面( hkl )平行于材料的特定外观平面 (板材表面),这种类型的择优取向称为板织构,一般以(hkl)[uvw]表示,晶粒取向的漫散程度也 按两个特征来描述。
2.再结晶织构
具有形变织构的冷加工金属,经过退火、发生再结晶以后,通常仍具有择 优取向,称为退火织构或再结晶织构。 再结晶织构依赖于所牵涉的再结晶过程,分为初次再结晶和二次再结晶 织构。对低碳钢,特别是硅钢片的织构曾进行过很多研究。由于金属原有变形 织构的漫散程度和延伸率、退火温度以及退火气氛等的差异,实际的再结晶织 构的取向不同程度地偏离理论的再结晶织构取向。 再结晶织构的形成有两种理论,即定向成核学说与定向成长学说。再结晶 晶粒的择优取向由一些晶核的取向所决定,这种看法最早由伯格斯 (W.R.Burgers)提出,后来伯格斯等又根据马氏体切变模型提出了关于形成 立方织构的定向成核理论。定向成长理论是贝克(P﹒A﹒Beck)提出来的, 他认为在形变基体内存在着各种取向的晶核,其中有些晶核因取向合适,晶界 移动本领最大,在退火过程中成长最快,最后形成再结晶织构。
情况下,多晶材料中数目众多的晶粒是无序均匀分布的,即在不同方向上取 向几率相同,多晶集合体的各种性能在不同宏观方向上相同 择优取向、织构:在一般多晶体中,每个晶粒有不同于相邻晶粒的结晶学取 向,从整体看,所有晶粒的取向是任意分布的;某些情况下,晶体的晶粒在 不同程度上围绕某些特殊的取向排列,就称为择优取向或简称织构。
织构类型及其测定方法
织构主要类型及其测定方法
一、织构的定义 二、织构的类型
三、极射赤面投影
四、织构的表示方法
五、织构的测量方法
六、织构分析的相关实例
一、织构的定义
各向异性:单晶体在不同晶体学方向上的力学、电磁、光学、耐腐蚀、磁学 甚至核物理等方面的性能表现出显著差异的现象
各向同性:多晶集合体在宏观不同方向上表现出各种性能相同的现象。一般
面心立方金属快速迁移界面附近的原子结构
三、极射赤面投影
原理:投影球的赤道大圆平面与板材轧
制平面也即试样被测面重合,轧面法线投影 到大圆的圆心,轧制方向与大圆竖直直径相 重,横向与水平直径重合,放置在球心的晶 体,某晶面法线与上半球面的交点为P',由 下半球南极向P'点引出投射线,与赤道平面 大圆的交点P,即为此晶面 (法线) 的极射赤 面投影,如图所示。
二、 织构类型
1.形变织构:经金属塑性加工的材料,如经拉拔﹑挤压的线材或经轧制的金属板 材,在塑性变形过程中常沿原子最密集的晶面发生滑移。滑移过程中,晶体连同 其滑移面将发生转动,从而引起多晶体中晶粒方位出现一定程度的有序化。这种 由于冷变形而在变形金属中直接产生的晶粒择优取向称为形变织。 形变织构类型:
标定极图织构。
a (001)
b (110)
c (111)
d (112)
四、织构的表示方法
择优取向是多晶体在空间中集聚的现象,肉眼难于准确判定其取向,为 了直观地表示,必须把这种微观的空间集聚取向的位置、角度、密度分布与 材料的宏观外观坐标系(拉丝及纤维的轴向,轧板的轧向、横向、板面法向) 联系起来。通过材料宏观的外观坐标系与微观取向的联系,就可直观地了解 多晶体微观的择优取向。 晶体X射线学中织构表示方法有:
1)、纤维织构(丝织构) 2)、板织构(面织构、轧制织构等)
1)、纤维织构
金属材料中的晶粒以某一结晶学方向平行于(或接近平行于)线轴方向的择优取 向。 具有纤维织构的材料围绕线轴有旋转对称性,即晶粒围绕纤维轴的所有取向的几
率是相等的。例如冷拉铝线,其中多数晶粒的[111]方向平行于线轴方向,其余则对线
轴有不同程度的偏离,呈漫散分布。这种线材的织构称[111]纤维织构。纤维织构是最 简单的择优取向,因其只牵涉一个线轴方向,需要解决的结晶学问题仅为确定纤维轴 的指数<uvw>。纤维织构的类型和完整度(即取向分布的漫散程度)主要和材料的组 成、晶体结构类型和变形工艺有关。 除冷拉和挤压工艺外,有时由热浸﹑电沉积或蒸发形成的材料的涂覆层以及材料 经氧化和腐蚀后表层所生成的产物都可能产生纤维织构。在实际材料中经常存在不止
极射赤道平面投影示意图
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单晶标准投影图
如果把一个单晶体放在投影球的球心,依次使其某些特
定晶面与赤道平面重合,然后将其他各个晶面法线投影到 赤道平面上,便成了标准投影图。这些特定晶面常采用低 指数晶面,立方晶系中如 (001)、(110)、(111)、(112) 等 较常用,其标准投影图如图所示。单晶标准投影图可用于
一种的纤维织构,如铜线中<111>和<100>织构同时出现。
丝织构及其特点
例:图 (a) 为具有丝织构的棒材(或丝材), 棒材中大部分晶粒的 <100>方向平行于丝轴 (拉丝)方向。图(b)为横断面放大图,理想丝
织构的情况是材料中所有晶粒的 <100>方向
均平行于丝轴(拉丝)方向。
(a)
(b)
φ
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