Исследование субструктурной неоднородности текстурованных материалов рентгеновским методом обобщенных прямых полюсных фигур

Любой материал можно рассматривать как композит, состоящий из зерен разных ориентаций, характеризующихся различными свойствами в зависимости от предыстории их переориентации в процессе термомеханической обработки. Как известно, рентгеновские методы исследования избирательны, поскольку в формировании отраженного излучения участвуют только зерна определенных ориентаций. В то же время для описания материала необходимы данные о субструктуре зерен всех ориентаций. Для этого можно использовать метод описания субструктурного состояния зерен в исследуемом объеме изделия по анализу профиля рентгеновских линий. Предлагаемый рентгеновский дифрактометрический метод обобщенных прямых полюсных фигур (ОППФ) показал свою эффективность при систематическом рентгеновском исследовании субструктурной неоднородности текстурованных металлических материалов. Метод включает совмещение текстурной съемки с регистрацией профиля рентгеновских линий. Измеряемые параметры профиля рентгеновской линии — ее истинная угловая полуширина β и угловое положение пика 2θ — определяются искаженностью (фрагментацией) отражающих зерен и межплоскостными расстояниями в их кристаллической решетке. ОППФ-метод позволяет сопоставить субструктурные особенности зерен образца с различными кристаллографическими ориентациями. Приведен алгоритм расчета истинной физической полуширины рентгеновской линии с использованием необходимых компьютерных программ. Для металлических материалов с кристаллическими ГПУ-, ГЦК- и ОЦК-решетками представлены ОППФ β и ОППФ 2θ, а также характерные диаграммы их взаимной корреляции с текстурными прямыми полюсными фигурами. Использование метода ОППФ дает возможность выявить закономерности формирования субструктурной неоднородности при пластической деформации металлов.

1. Перлович Ю. А., Исаенкова М. Г. Рентгеновские методы изучения структуры объемных металлических наноматериалов / В кн.: Физика, технологии и применение наносистем и наноматериалов. — М.: НИЯУ МИФИ, 2012. С. 146 – 174.

2. Исаенкова М. Г., Перлович Ю. А. Закономерности развития кристаллографической текстуры и субструктурной неоднородности в циркониевых сплавах при деформации и термообработке. — М.: НИЯУ МИФИ, 2014. — 528 с.

3. Перлович Ю. А., Исаенкова М. Г. Структурная неоднородность текстурованных металлических материалов. — М.: НИЯУ МИФИ, 2015. — 396 с.

4. Перлович Ю. А., Исаенкова М. Г., Фесенко В. А. Структурные и текстурные особенности прокатанных монокристаллов TiNi / В кн.: Перспективные материалы и технологии. Т. 2. — Витебск: ВГТУ, 2015. С. 124 – 144.

5. Perlovich Yu., Isaenkova M. Development of texture and substructure inhomogeneity by recrystallization of rolled Zr-based alloys / In: Recrystallization. — Rijeka, Croatia. 2012. P. 1 – 22.

6. Perlovich Yu., Isaenkova M. Recrystallization of rolled α-Zr single crystals / In: Recrystallization in Materials Processing. — Rijeka, Croatia. 2015. P. 101 – 124.

7. Евстюхин А. И., Перлович Ю. А. Рентгеновский метод избирательного исследования зерен прокатанного материала, имеющих заданные кристаллографические ориентации / В кн.: Металлургия и металловедение чистых металлов. — М.: Атомиздат, 1973. С. 32 – 38.

8. Евстюхин А. И., Русаков А. А., Перлович Ю. А., Зайцев Е. В. Температурная зависимость процессов возврата в различно ориентированных зернах листового молибдена / В кн.: Металлургия и металловедение чистых металлов. — М.: Атомиздат, 1973. С. 38 – 43.

9. Трефилов В. И., Мильман Ю. В., Иващенко Р. К., Перлович Ю. А., Рачек А. П., Фрезе Н. И. Структура, текстура и механические свойства деформированных сплавов молибдена. — Киев: Наукова думка, 1983.

10. Hoffmann J., Maurer G., Neff H., Macherauch E. A PSD-diffractometer for the determination of texture and lattice deformation pole figures / In: Experimental technique of texture analysis. — Deutsche Gesellschaft fur Metallkunde, Informationsgesellschaft Verlag, 1986. P. 409 – 418.

11. Maurer G., Neff H., Scholtes B., Macherauch E. Textur- und Gittereigendefor-mationszustande kaltgewalzter unlegierter Stahle / Z. Metallkunde. 1987. Vol. 78. P. 1 – 7.

12. Barral M., Sprauel J., Lebrun J., Maeder G. X-ray macrostress determination and microstrain evaluation on a textured material / In: Experimental techniques of texture analysis. — Deutsche Gesellschaft für Metallkunde. Informationsgesellschaft Verlag, 1986. P. 419 – 428.

13. Barral M., Lebrun J., Sprauel J., Maeder G. X-ray macrostress determination on textured material: use of the ODF for calculating the X-ray compliances / Metallurgical Transactions A. 1987. Vol. 18. P. 1229 – 1238.

14. Wcislak L., Bunge H. Texture analysis with a position sensitive detector. — Gottingen: Cuvilier Verlag, 1996. — 215 p.

15. Perlovich Yu., Bunge H., Isaenkova M. Inhomogeneous distribution of residual deformation effects in textured BCC metals / Textures and Microstructures. 1997. Vol. 29. N 3 – 4. P. 241 – 266.

16. Perlovich Yu., Bunge H., Isaenkova M., Fesenko V. Equilibrium of elastic microstresses in textured metal materials / Textures and Microstructures. 1999. Vol. 33. N 3 – 4. P. 303 – 319.

17. Perlovich Yu., Bunge H., Isaenkova M. Structure inhomogeneity of rolled textured niobium / Z. Metallkunde / Materials Research and Advanced Techniques. 2000. Vol. 91. N 2. P. 149 – 159.

18. Perlovich Yu., Isaenkova M. Distribution of c- and a-dislocations in tubes of Zr alloys / Metallurgical and Materials Transactions A. 2002. Vol. 33A. N 3. P. 867 – 874.

19. Perlovich Yu., Bunge H., Isaenkova M. The fullest description of the structure of textured metal materials with generalized pole figures: The example of rolled Zr alloys / Materials Science Forum. 2001. Vol. 378 – 381. P. 180 – 185.

20. Русаков А. А. Рентгенография металлов. — М.: Атомиздат, 1977.

21. Warren E. B. X-ray Diffraction. — Addison-Weslry Publishing Company Inc. MA, 1969. — 382 p.

22. Кривоглаз М. А. Теория рассеяния рентгеновских лучей и тепловых нейтронов реальными кристаллами. — М.: Наука, 1967. — 338 с.

23. Хейкер Д. М., Зевин Л. С. Рентгеновская дифрактометрия. — М.: Физматгиз, 1963. — 191 с.

24. Powder Diffraction. Theory and Practice / Ed. by Dinnebier R., Billinge S. — RSC Publishing, 2008. — 582 p.

25. Pecharsky V., Zavalij P. Fundamentals of Powder Diffraction and Structural Characterization of Materials. — Springer, 2008. — 741 p.

26. Griffiths M., Winegar J., Mecke J., Holt R. Determination of dislocation densities in hexagonal close-packed metals using X-ray diffraction and transmission electron microscopy / Advances in X-Ray Analysis. 1992. Vol. 35. P. 593 – 599.

27. Isaenkova M., Perlovich Yu., Fesenko V., Krymskaya O., Krapivka N., Soe San Thu. Regularities of recrystallization in rolled Zr single crystals and polycrystals / The Physics of Metals and Metallography. 2014. Vol. 115. Is. 8. P. 756 – 764.

28. Isaenkova M., Perlovich Yu., Fesenko V., Krymskaya O., Dobrokhotov P. Practical applications of the method of generalized pole figures / IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2015. Vol. 82. P. 012075. DOI: 10.1088/1757-899X/82/1/012075.

29. Krymskaya O., Isaenkova M., Perlovich Yu. Determination of grain size for different texture components by statistical fluctuations of intensity registered in the course of texture measurement / Solid State Phenomena. 2010. Vol. 160. P. 135 – 140.

30. Isaenkova M., Perlovich Yu., Krymskaya O. Recrystallization of BCC metals: distribution of strain hardening and texture formation / Materials Science Forum. 2013. Vol. 753. P. 534 – 537.