Сравнительное исследование методов представления результатов текстурного анализа поликристаллических материалов

Авторы

  • С. М. Мокрова Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН
  • В. Н. Милич Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2023-1-23-32

Ключевые слова:

кватернион, индексы Миллера, вектор Родрига, матрица вращения, углы Эйлера, ориентация кристалла, текстура материала

Аннотация

На всех этапах технологической обработки металлов и сплавов необходимо использовать различные методы текстурного анализа с целью выбора оптимальных параметров обработки материалов и получения необходимых свойств конечных изделий. В статье рассматриваются методы представления результатов текстурного анализа. Обычно текстура материала описывается несколькими преимущественными текстурными компонентами, способ представления которых зависит от поставленной задачи. Текстурные компоненты объединяют ориентации кристаллов, имеющих похожее расположение в объеме образца. Результаты текстурного анализа - это распределение ориентаций относительно базовой системы координат. Ориентация описывается четырьмя параметрами: тремя координатами в пространстве и интенсивностью, которая определяется как вероятность появления этой ориентации в образце. В статье приведены способы представления ориентации отдельного кристалла несколькими дескрипторами: углами Эйлера, индексами Миллера, векторами Родрига и т. д., каждый из которых описывает вращение системы координат кристалла относительно выбранной системы координат образца. Приведены формулы перехода от одного дескриптора к другим. От способа представления ориентаций зависят алгоритмы расчета текстуры. Некоторые представления удобнее использовать для расчетов, другие для визуализации и обработки данных. В частности, использование пространства Родрига позволяет не только визуализировать облако ориентаций, но и сформировать в нем текстурные компоненты с заданной точностью путем кластеризации. Варианты представления результатов анализа показаны на модельном примере. Текстурные компоненты, рассчитанные с высокой точностью, отображены в пространствах углов Эйлера и векторов Родрига. Распределения ориентаций показаны в виде гистограммы и полюсной фигуры семейства {001}.

Биографии авторов

С. М. Мокрова, Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН

младший научный сотрудник

В. Н. Милич, Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН

кандидат технических наук

Библиографические ссылки

Мокрова С. М., Милич В. Н. Метод расшифровки данных текстурного рентгенодифракционного анализа по одной прямой полюсной фигуре на основе оценки достоверности кристаллографических ориентаций // Химическая физика и мезоскопия. 2018. Т. 20, № 1. С. 151-164.

Мокрова С. М., Милич В. Н. Анализ текстуры сплавов никеля с палладием при создании лент-подложек сверхпроводников второго поколения // Приборостроение в XXI веке - 2018. Интеграция науки, образования и производства : сб. материалов XIV Междунар. науч.-техн. конф. Ижевск : Изд-во ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, 2018. С. 268-274.

Frank F. C. Orientation Mapping // Proc. of the ICOTOM-8 Conference. The Metallurg. Society. 1988. P. 403-408.

Взаимосвязь текстур деформации и рекристаллизации в технически чистом алюминии / М. А. Зорина, С. В. Данилов, Г. М. Русаков, М. Л. Лобанов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2017. Т. 17, № 3. С. 73-81. DOI: 10.14529/met170309.

Текстурные преобразования при отжиге алюминиевых фольг. 1.Сильные текстурные компоненты / Д. Б. Титоров, В. А. Волков, В. П. Лебедев и др. // ФММ. 2006. Т.102, № 1. С. 1-7. DOI: 10.1134/S0031918X06070118.

Mondal C., Singh A. K., Mukhopadhyay A. K., Chattopadhyay K. Formation of a single, rotated-Brass {110} texture by hot cross-rolling of an Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy // Scripta Materialia. 2011. Vol. 64. pp. 446-449. DOI: 10.1016/j.scriptamat.2010.11.006.

Алгоритм начальной инициализации кватерниона пространственной ориентации в параметрах Родрига-Гамильтона / М. А. Исаев, А. М. Исаев, Н. В. Кудинов, Р. С. Мироненко // Вестник Донского государственного технического университета. 2018. Т. 18. № 2. С. 238-245. DOI 10.23947/1992-5980-2018-18-2-238-245.

Humphreys F. J., Bate P. S., Hurley P. J. Orientation averaging of electron backscattered diffraction data // Journal of Microscopy. 2001. Vol. 201 (Pt 1). P. 50-58. DOI:10.1046/j.1365-2818.2001.00777.

Neumann P., Heinz A. Representation of orientation and disorientation data for cubic, hexagonal, tetragonal and orthorhombic crystals // Acta Crystallogr. A. USA. 1991. Vol. 47. P. 780-789. DOI: 10.1107/S0108767391006864.

Исследование текстуры железоникелевых сплавов FE64NI36 и FE50NI50 методом дифракции обратно отраженных электронов / Д. П. Родионов, Ю. В. Хлебникова, Г. В. Козлов, И. В. Гервасьева, Т. Р. Суаридзе // Технические науки. Машиностроение и машиноведение. 2013. Т. 28, № 4. С. 165-179.

Isaenkova M. G., Perlovich Yu. A., Fesenko V. A. Modern methods of experimental construction of texture complete direct pole gures by using X-ray data // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. UK. 2016. Vol. 130. № 012055. (9 p). DOI: 10.1088/1757-899X/130/1/012055.

Исследование кристаллографической текстуры трубной стали / Б. С. Ермаков, А. А. Альхименко, Н. О. Шапошников, А. С. Цветков, А. В. Широков // Письма о материалах. 2020. Т.10, № 1. С. 48-53. DOI: 10.22226/2410-3535-2020-1-48-53.

Зорина М. А., Путинцева Е. Д. Особенности формирования текстуры рекристаллизации суперсплава системы Ni-Cr-Mo // Уральская школа молодых металловедов: сб. материалов XX Межд. науч.-техн. Уральской школы-семинара металловедов - мол. ученых. Екатеринбург : Изд-во Урал. унив., 2020. С. 364-367. URL: https://elar.urfu.ru/handle/10995/97189.

Сыпченко М. В., Савелова Т. И. Некоторые проблемы измерений ориентаций отдельных зерен и вычисление усредненных упругих свойств магния // Зав. лаб. 2010. Т. 76. № 6. С. 39-44.

Бородкина М. М., Спектор. Э. Н. Рентгенографический анализ текстуры в металлах и сплавах. М. : Металлургия, 1982. 272 с.

Загрузки

Опубликован

08.04.2023

Как цитировать

Мокрова, С. М., & Милич, В. Н. (2023). Сравнительное исследование методов представления результатов текстурного анализа поликристаллических материалов. Интеллектуальные системы в производстве, 21(1), 23–32. https://doi.org/10.22213/2410-9304-2023-1-23-32

Выпуск

Раздел

Статьи