Por lo general, el material metálico es un policristal compuesto de una gran cantidad de granos de cristal. Cuando la orientación del grano de un policristal se concentra alrededor de cierto plano de referencia (o dirección) de un material macroscópico, se denomina orientación preferida, y la textura es la orientación preferida de los policristales. En un sentido amplio, el fenómeno de que la orientación del grano se desvía de la distribución aleatoria en el policristal se puede llamar textura.

En materiales metálicos, la existencia de fenómenos de textura es universal. El campo de temperatura externo, el campo electromagnético, el campo de deformación y la anisotropía dentro del cristal pueden causar textura. Por ejemplo, la orientación preferida del grano durante la deformación es la superficie de deslizamiento / deslizamiento de cristal y el efecto de momento durante el estiramiento. el resultado de. Los materiales industriales comúnmente tienen textura de fundición, textura de deformación, textura de recristalización y textura de cambio de fase, entre los cuales se estudian más la textura de deformación y la textura de recristalización.

Representación de la textura

La denominada orientación del cristal se refiere a los tres ejes de cristal del cristal (como [100], [010], [001] eje) en un sistema de coordenadas de referencia dado (como la dirección de rodadura RD, TD lateral y ND normal en la placa rodante) La orientación relativa dentro. Cuando se describe realmente la orientación del cristal, se establecen diferentes marcos de referencia debido a diferentes condiciones de deformación. Por ejemplo, para la deformación de rodadura más común, los tres ejes del marco de referencia generalmente se establecen en la dirección de rodadura (RD) y la superficie de rodadura. La dirección (ND) y la dirección transversal de la hoja enrollada, es decir, la dirección perpendicular a la dirección de rodadura (TD), suponiendo que una orientación se expresa como (110) [1-12], indicando el plano (110) de la celda unitaria en este momento. Paralelamente a la superficie de rodadura, la dirección [1-12] es paralela a la dirección de rodadura.

El tipo de textura depende principalmente de la naturaleza del metal y el método de procesamiento, etc. Entre ellos, hay textura rodante, textura de dibujo y similares. La textura rodante es la textura que ocurre durante la deformación rodante. Se caracteriza porque un cierto plano de cristal {hkl} de cada grano es paralelo a la superficie de rodadura, y una dirección es paralelo a la dirección de rodadura. La textura de rodadura generalmente se expresa como {hkl} . El estiramiento unidireccional y la deformación del dibujo provocan que una determinada dirección de los granos policristalinos sea paralela a la dirección del estiramiento o del dibujo. La textura así formada se llama textura de seda, también llamada textura de fibra, paralela al estiramiento. O la orientación de cristal de la dirección del dibujo.

La figura del polo es un patrón de distribución de orientación que representa un plano de cristal seleccionado {hkl} de cada grano en el material que se probará en el mapa de proyección de proyección polar que contiene la dirección del sistema de coordenadas de la muestra. Esta figura se llama figura de polo {hkl}. La figura 1 es la figura del poste {111} de la aleación Cu-30%Zn después del laminado 96%. Por el análisis de orientación se puede saber que el componente de textura en el material es principalmente textura {110} <1-12>. También conocido como textura de latón.

Fig.1 {111} figura de polo de la aleación Cu-30%Zn después del laminado 96%

A diferencia de la figura del polo, la figura del polo inverso es un gráfico que representa la distribución espacial de un cierto aspecto característico de un material policristalino paralelo al material en el sistema de coordenadas de cristal. Los tres ejes del sistema de coordenadas de referencia generalmente toman los tres ejes de cristal del cristal o la orientación de cristal de bajo índice. Para el sistema cúbico, dado que hay 24 simetrías, solo se selecciona la parte de [001] - [101] - [111]. Describir. La figura del polo inverso se usa generalmente para describir la textura de seda. La figura 2 muestra la figura del polo inverso de un acero laminado en caliente bajo en carbono paralelo a la dirección ND normal. Se puede ver que hay <111> y <100> tejidos de seda en el material. Estructura.

Figura 2 Diagrama de polo inverso ND de acero dulce laminado en caliente

Las figuras de polo y polo inverso utilizan gráficos bidimensionales para describir la distribución de orientación del espacio tridimensional, y todas tienen limitaciones. La densidad de distribución f (g) de la orientación espacial g (φ1, Φ, φ2) puede expresar la distribución de orientación de todo el espacio, que se denomina función de distribución de orientación espacial (ODF). El ODF es una figura tridimensional calculada a partir de la distribución de densidad polar de la figura polar. Dado que es inconveniente usar un diagrama tridimensional, generalmente está representado por un conjunto de secciones fijadas por φ2. La Figura 3 muestra el ODF del aluminio puro industrial después del laminado en frío por deformación 95%.

Fig. 3 Diagrama ODF de aluminio puro industrial después del laminado en frío con deformación 95%

Impacto de textura en el rendimiento

Una gran cantidad de resultados experimentales muestran que las propiedades de los materiales se ven afectadas por la textura, y la textura afecta la mecánica del módulo elástico, la relación de Poisson, la fuerza, la dureza, la plasticidad, las propiedades magnéticas, la conductancia y el coeficiente de expansión lineal. Rendimiento y propiedades físicas, estos son algunos ejemplos de los efectos de la textura en las propiedades del material.

La más estudiada es la influencia de la textura en las propiedades mecánicas estáticas del material. La figura 4 muestra que una aleación de magnesio comercial produce una textura base fuerte bajo la influencia del proceso de soldadura por fricción y agitación, de modo que diferentes partes del material son arrastradas en diferentes direcciones. El rendimiento de estiramiento muestra una diferencia. Por ejemplo, en el caso de una muestra procesada por un proceso de soldadura por fricción (FSP), la resistencia a la tracción del material en la dirección del ancho de la muestra, es decir, la dirección transversal (TD), es significativamente mayor que la dirección de procesamiento (PD), que exhibe una notable anisotropía.

Fig.4 Propiedades de tracción de diferentes orientaciones de muestra después de la aleación de magnesio AZ31 en estado de laminado original y soldadura por fricción con agitación

La textura también afecta las propiedades elásticas del material. La figura 5 muestra el efecto de la textura sobre el módulo elástico de una película de oro. Las tres figuras en la figura muestran el oro de cristal único en el sistema de coordenadas de cristal. La textura de la película de oro sin textura en el sistema de coordenadas de la muestra y el parámetro del módulo elástico de la película de oro que contiene la textura de seda en el sistema de coordenadas de la muestra, se puede ver que la textura hace que el módulo elástico del material sea anisotrópico a lo largo del El módulo elástico del material en diferentes direcciones muestra una diferencia significativa. El módulo elástico del material en la dirección S3 es 118 GPa, que es más alto que el módulo elástico de 89.7 GPa en las direcciones S1 y S2, y el valor mínimo del módulo elástico es a lo largo de la desviación S3. La dirección es de aproximadamente 40 grados y el módulo es de solo 60 GPa.

Fig. 5 Efecto de la textura sobre el módulo elástico de una película de oro.

El comportamiento a la corrosión también se ve afectado por la textura. La Figura 6 muestra el gráfico de Nyquist del espectro de impedancia del titanio puro comercial después de experimentar diferentes grados de deformación angular de igual canal. El número de veces de deformación es diferente, y la microestructura y la textura del material también son diferentes. Se puede ver que el material tiene una mejor resistencia a la corrosión cuando no está sujeto a deformación (paso 0) en el estado inicial.

Fig.6 Efecto de la extrusión angular de canal igual en la gráfica de Nyquist del espectro comercial de impedancia de titanio puro

El comportamiento de fatiga del material bajo carga cíclica dinámica también se ve afectado por la textura. La figura 7 muestra que el comportamiento de fatiga de ciclo bajo de una orientación diferente de una aleación de magnesio después de la deformación por extrusión será diferente. Se puede ver que en el caso de la misma amplitud de deformación total, la vida de fatiga del material en la dirección RD es generalmente mejor que la vida de fatiga en la dirección ND.

Fig. 7 Efecto de la textura en el comportamiento de fatiga de ciclo bajo de los materiales.

En resumen, la presencia de textura es universal en los materiales metálicos. La esencia de la textura es que muchos granos no se distribuyen en una orientación aleatoria, lo que naturalmente conduce a la anisotropía en las propiedades del material. El efecto de la textura en las propiedades del material se estudia para utilizar mejor la textura en el material para regular las propiedades relacionadas del material.