Page 36 - 理化检验-物理分册2022年第四期
P. 36

董学光, 等: 3104 铝合金织构的 X 射线衍射法测试误差


            述的是一个二维空间, 而晶粒在空间的取向方位角
            有 3 个自由度, 所以极图具有很大的局限性, 不足以
                                         [ 7 ]
            表述一个 晶 粒 的 方 位 角。 ROE          等 提 出 了 具 有 3
            个自由度的晶粒取向表示方法, 即材料织构的晶粒
            取向分布函数法, 简称 ODF 法。通过该方 法可以
            计算材料中各类织构的体积分数。笔者采用 ODF
            法计算了不同织构的体积分数与倾斜角的关系。
                 铝合金是面心立方晶体结构, 织构主要受层错
            能和加工工艺等因素的影响              [ 8 ] , 一般来说, 铝合金材
            料具有高层错能        [ 4 , 9 ] , 在铝合金冷轧板中, 常见的织
            构有 6 种: Cube 织构{ 001 }< 100 >、 Goss 织构{ 011 }
            < 100 >、 Co pp er 织 构 { 112 }< 111 >、 Brass 织 构 { 011 }
            < 211 >、 R 织构{ 124 }< 211 > 和 S 织构{ 123 }< 634 >, 其
            中 S 织构与 R 织构的取向接近, 故以下只对 S 织构
            进行相关误差分析。
                                                                      图 1 A , B , C 试样的( 111 ),( 200 ),( 220 ) 极图
            2  试验结果                                            方法采用 ADC 法( 任意单包法), 3 个试样的倾斜角


                 为了研究不同倾斜角与计算织构体积分数准确                          分别 从 30° 计 算 至 75° , 倾 斜 角 每 增 加 5° , 对 3 个
            性的关系, 采用同一批 次、 不同热处理状 态的 尺 寸                      3104 铝合金试样的 5 种织构的体积分数进行统计,



            ( 长×宽×高) 为25mm×25mm×1mm 的 3104 铝                  3 个 欧 拉 角 的 允 许 容 差 分 别 为:                ϕ
                                                                                             φ 1 = ±10° , =
            合金试样进行分析。试样 A 为冷轧板, 试样 B 为退                        ±10° , =±10° 。
                                                                    φ 2
            火后部分再结晶冷轧板, 试样 C 为退火后完全再结晶                        3.1 Cube织构数据分析
            冷轧板。每个试样测试的倾斜角为 75° , 探测器每倾                            Cube织构为典型的再结晶织构, 在 高 温 退 火
            斜5° 进行面内测试, 面内测试模式为连续模式。在对                         时, 试样中的部分织构随着温度的升高和时间的延
            试样进行测试之前, 先对 3104 铝合金试样的织构进                        长而逐渐消失, 大角度晶界迁移, 晶粒长大, Cube织
            行物相测试, 以寻找每个测试面的衍射峰位置, 测试                          构逐渐增多。 3 个 3104 铝合金试样的倾斜角α 与

            面为( 111 ),( 200 ),( 220 )。测试完后, 利用 LaboTex        Cube织构体积分数的关系曲线如图 2 所示, 由图 2
            软件对采集到的数据进行计算, 在计算时采用高纯铝                           可知, 在试样 A 中, Cube 织构较少, 不同倾斜角下
                                                               计算的 Cube织构体积分数未发生明显变化, 倾斜
            无织构粉末的3个测试面对数据进行散焦校正, 对 3
            个试样的测试数据进行校正后的极图如图1所示。                             角对 Cube 织构体积分数的影响较小; 试样 B 发生
                 试样 A 为典型的冷轧板织构, 其( 111 ) 极图的                  部分再结晶, Cube织构增多, 由计算结果可知, α 为
            强度分布呈哑铃形         [ 10 ] , 晶粒取向主要分布在     β 线附      50° 时 Cube织构的体积分数趋于稳定, 随着α 的继
            近, 该织构主要为上述 6 种常见织构; 试样 B 的织                       续增大, 织构体积分数变化不大; 试样 C 发生完全
            构主要由试样 A 织构演化而来,( 111 ) 面的哑铃形                      再结晶, Cube 织构的体积分数较大, 倾斜角为 45°
            分布减弱, 在其肩部( 箭头所指处) 的等高线强度增                         时, 计算的 Cube织构体积分数趋于稳定。
            加表明 Cube织构增强, 高温退火促使试样发生部                         3.2 Co pp er织构数据分析
            分再结晶, 部分冷轧织构转变为 Cube织构                 [ 11-12 ] , 呈   Co pp er织构是冷轧板中的典型织构            [ 10 ] , 试样 A
            多种织构共存状态; 在试样 C 中,( 111 ) 面哑铃形的                    中的 Co pp er织构含量最高, 高温退火促使 Co pp er织
            极图完全 转 化 为 具 有 4 个 点 的 典 型 Cube 织 构 极              构向 Cube织构转化。 3 个 3104 铝合金试样的倾斜
            图, 表明 试 样 发 生 了 完 全 再 结 晶, 形 成 了 较 强 的             角α 与 Co pp er织构体积分数的关系曲线如图 3 所
            Cube织构, 其他织构变得极弱。                                  示, 由 图 3 可 知, 倾 斜 角 大 于 50° 时, 3 个 试 样 的
                                                              Co pp er织构的体积分数基本趋于稳定, 因此在研究
            3  数据分析
                                                              Co pp er织构的过程中, 倾斜角设置为50° 时, 不仅可节
                 采用 LaboTex软件对试验数据进行计算, 计算                     省测试时间, 又可获得准确性较高的计算结果。
             2 0
   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41