要描述织构,则需指出某个(或某些)晶向、晶面与试样的参考方向、参考面的关系。这些方法有以下几种(主要针对形变织构而言)。
1.用晶向和晶面指数表示
对纤维织构或丝织构来说,人们以与线轴方向平行的晶向〈uvw〉来表示织构。比如冷拉体心立方金属线材(如α-Fe)产生的〈110〉织构,这表示Fe丝中Fe晶粒的〈110〉方向平行于Fe丝的轴向。冷拉面心立方金属线材(如Cu)产生〈111〉+〈100〉织构。这表示有些晶粒的〈111〉∥丝轴,另一些晶粒的〈100〉∥丝轴。密排六方晶体的丝织构为
对片层织构或板织构来说,人们以与轧制平面平行的晶面{hkl}和与轧制方向平行的〈uvw〉晶向表示这类织构,记为{hkl}〈uvw〉。比如,面心立方金属的典型板织构{110}〈112〉。这表明{110}面平行于轧制面,〈112〉晶向平行于轧制方向。面心立方的{110}〈112〉织构称为黄铜型织构。面心立方还有一种织构叫铜型织构,表示为{112}〈111〉。密排六方晶体的板织构为{0001}。
完全理想的织构中,晶粒取向如同单晶。但实际材料的织构中,晶粒取向在不同区域呈现不同程度的集中。这种织构可用极图表示。
2.用正极图表示
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图10.39 {hkl}面织构极图形成示意图
这是一种用极射赤道平面投影(简称极射赤面投影)表示在一定织构下某任意晶向或晶面在空间分布的方法。
取一参考球或投影球,如图10.39所示。以多晶材料的特征外观方向作为宏观参考系的三个坐标轴:如轧制平面的法线方向为N.D.、轧制方向为R.D.及横向为T.D.。这三个方向两两垂直。将轧制试样放在参考球的中心,并使投影球的赤道大圆平面(图10.39中的阴影面也是投影面)与试样压制面重合。由于我们只关注其中各晶面或晶向的取向,而不是它们的绝对位置,因此假定参考球的半径远大于晶体尺寸。这样,我们就可以认为所有晶面或晶向都通过球心。
对处于球心的晶体,我们从球心出发引某一晶面(hkl)的法线,并使法线与投影球面相交。图10.39中,某一晶面的法线OA与投影球相交于投影面上方的A点。将A点与投影面下方的S点连接后,与投影面交于A′点。若法线与球面相交于投影面的下方,则将其与投影面上方的N点相连。对晶向来说,作法与此相同。比如,在做织构中的晶向取向时,读者可将图10.39中的OA当作某晶向,同样可作出晶向投影A′点。
若材料中无织构,则各晶粒的取向是随机的。这样,该晶面的极点投影(A′点)均匀分布在整个投影面中。相反,若材料具有{hkl}或〈uvw〉的织构或择优取向,其极点在投影圆上将集中分布在一定范围内。为此,人们常用影线在投影面上表示织构中的极点分布区域。影线越密的区域表示有很多晶粒的{hkl}晶面或〈uvw〉晶向出现在该区域。影线稀疏则意思相反。若某区域没有影线,则说明没有几个晶粒的{hkl}或〈uvw〉出现在该区域。图10.40表示了冷轧Mg板的{1011}极图。
织构极图还可用X射线衍射法测定,如图10.41所示。这种图主要是通过X射线衍射的等强度线来反映晶粒取向的集中程度。图10.41中的数值是X射线衍射强度的相对大小,它正比于该区的影线稀疏程度。数值大,则有很多晶粒的{hkl}晶面或〈uvw〉晶向出现在该区域。再比如,XRD及X射线极图表明3Y-ZrO2/Al2O3陶瓷经压缩后{110}、{113}、{300}有明显的织构特征。
织构还有其他描述法,如反极图。请读者查阅资料自学。
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