择优取向的形变织构

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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构 。
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。由于其X射线衍射图类似于一束纤维丝给出的X射线衍射图,因此被称为纤维织构或丝织构。线材的轴被称为纤维轴。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[1 1 1]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[1 1 1]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[u v w]。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复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一种的纤维织构,如铜线中,[1 1 1]和[1 0 0]织构同时出现。
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[u v w ]平行于材料的某一特定外观方向,同时还以某一晶面(h k l )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(h k l)【u v w】表示。晶粒取向的漫散程度也按两个特征来描述。图1为经轧制后的纯铁板材的部分晶粒取向示意图,其(1 0 0)面平行于轧面,【0 1 1】方向平行于轧向,说明该板材具有一种(1 0 0)【0 1 1】织构。板织构的类型和漫散程度,除与材料的组成和晶体结构因素有关外,主要与轧制工艺有关。因此在轧制过程中为要控制稳定的织构生成,必须注意压下道次数、压下量和轧制温度等条件的影响。板材织构的对称性比纤维织构低,必须利用极图(图2)才能确切地加以描述。 织构直接影响材料的物理和力学性能。材料中存在织构是有利还是有害,视对材料的性能要求而定。例如制造汽车外壳的深冲薄钢板,存在一般织构将使其变形不均匀,产生皱纹,甚至发生破裂;但具有[1 1 1]型板织构的板材,其深冲性能良好。制造变压器的硅钢片则希望使易磁化的 【1 0 0】方向平行于轧向,立方织构的硅钢片,具有很低的铁损。

joannatang2008 2024-05-06

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