Comparative Study of Methods to Present the Results of Texture Analysis of Polycrystalline Materials

Authors

  • S. M. Mokrova Udmurt Federal Research Center UB RAS
  • V. N. Milich Udmurt Federal Research Center UB RAS

DOI:

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

Keywords:

quaternion, Miller indices, Rodrigues vector, rotation matrix, euler angles, crystal orientation, material texture

Abstract

It is necessary to use various methods of texture analysis at all stages of the technological processing of metals and alloys in order to select the optimal parameters for processing materials and obtain the necessary properties of final products. The article deals with the methods of presenting the results of texture analysis. Usually, the texture of a material is described by several preferred texture components, where the way of representation depends on the given task. The textural components combine the orientations of crystals having similar position in the sample volume. The results of texture analysis are the distribution of orientations relative to the base coordinate system. Orientation is described by four parameters: three coordinates in space and intensity, which is defined as the probability of occurrence of this orientation in the sample. Methods for representing the orientation of a single crystal by several descriptors: Euler angles, Miller indices, Rodrigues vectors, etc., each describing the rotation of the crystal coordinate system relative to the selected sample coordinate system, are given in the article. The formulae for the transition from one descriptor to another are given. The texture calculation algorithms depend on the way orientations are represented. Some representations are more convenient to use for calculations, others - for visualization and data processing. In particular, the use of the Rodrigue space allows not only to visualize the orientation cloud, but also to form textural components in it with a given accuracy by clustering. Variants of the analysis result presentation are shown in a model example. The textural components computed with high accuracy are displayed in the spaces of Euler angles and Rodrigues vectors. The orientation distributions are shown as a histogram and a pole figure {001}.

Author Biographies

S. M. Mokrova, Udmurt Federal Research Center UB RAS

Junior researcher

V. N. Milich, Udmurt Federal Research Center UB RAS

Leading researcher, PhD in Engineering

References

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.

Published

08.04.2023

How to Cite

Mokrova С. М., & Milich В. Н. (2023). Comparative Study of Methods to Present the Results of Texture Analysis of Polycrystalline Materials. Intellekt. Sist. Proizv., 21(1), 23–32. https://doi.org/10.22213/2410-9304-2023-1-23-32

Issue

Section

Articles