Выбор параметра рассеяния текстурных компонент поликристаллических материалов при кластеризации в пространстве Родрига

Светлана Михайловна Мокрова; Владимир Николаевич Милич

doi:10.22213/2410-9304-2022-3-4-11

Авторы

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

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2022-3-4-11

Ключевые слова:

текстура материала, ориентация кристалла, вектор Родрига, пространство Родрига, текстурные компоненты, параметр рассеяния кластера

Аннотация

В статье рассматривается задача выбора значения максимального рассеяния кластера при формировании текстурных компонент в пространстве Родрига для представления результатов текстурного анализа. Анализ текстуры выполняется по прямой полюсной фигуре. В пространстве Родрига формируется облако ориентаций путем вычисления для каждой найденной ориентации соответствующего вектора Родрига. Текстурные компоненты, описывающие текстуру, формируются путем кластеризации максиминным алгоритмом. Условием окончания работы алгоритма является достижение заданного значения максимального рассеяния в кластере. Если количество текстурных компонент известно, можно задать количество кластеров. В этом случае максимальное рассеяние в кластерах будет определено автоматически. Алгоритм дает возможность получить представление текстуры с нужной детальностью, необходимой для поставленной задачи. Использование пространства Родрига для формирования текстурных компонент позволяет визуализировать результаты анализа текстуры. В статье приведены основные выражения для операций над векторами Родрига. Представлено вычисление среднего вектора Родрига в кластере. Приведен алгоритм, позволяющий сравнивать результаты анализа текстуры, полученные по двум полюсным фигурам, снятым для одного образца. Сопоставление производится вычислением расстояний между средними векторами Родрига кластеров двух полюсных фигур для разных значений параметра рассеяния. Выбирается такое представление текстуры, при котором достигается наилучшее совпадение текстурных компонент, полученных по двум полюсным фигурам. Представлен пример анализа текстуры алюминиевой ленты. Показано, что при формировании восьми текстурных компонент с максимальным рассеянием кластеров 11,3° по полюсной фигуре семейства {111} и шести текстурных компонент с максимальных рассеянием кластеров 10,15° по полюсной фигуре {200} их совпадение составляет 85 %.

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, ведущий научный сотрудник

Библиографические ссылки

Адамеску Р. А., Гельд П. В., Митюшов Е. А. Анизотропия физических свойств металлов. М. : Металлургия, 1985. 136 с.

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

Гречников Ф. В., Арышенский В. Ю., Ерисов Я. А. Проектирование оптимальной кристаллографии структуры конструкционных материалов // Известия Самарского научного центра РАН. 2018. Т. 20, № 4. С. 5-12.

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.

Мельников К. Е., Серебряный В. Н. Методика моделирования текстур деформации материалов с различными типами структур // Зав. лаб. 2007. Т. 73, № 3. С. 39-42.

Влияние горячей прокатки на анизотропию механических свойств алюминиевого сплава 6061 / С. В. Данилов, П. Л. Резник, М. Л. Лобанов и др. // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2017. Т. 17, № 1. С. 73-80. DOI: 10.14529/met170109.

Гервасьева И. В. Использование количественных характеристик текстуры для прогнозирования структурно-ориентационных преобразований при отжиге // Физика металлов и металловедение. 2004. Т. 98, № 3. С. 80-89.

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. P. 446-449. DOI: 10.1016/j.scriptamat.2010.11.006.

Lecomte J.-S., Bunge H.-J. Texture analysis in material science: Mathematical methods. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2013, 595p.

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

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

Humphreys F. J., Bate P. S., Hurley P. J. Orientation averaging of electron backscattered diffraction data Journal of Microscopy 201(Pt 1):50-8, February 2001 DOI:10.1046/j.1365-2818.2001.00777.x.

Morawiec, A., Pospiech, J. Some information on quaternions useful in texture calculations // Textures and Microstructure. 1989. Vol. 10, pp. 211-216. DOI:10.1155/TSM.10.211.

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.

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.

Ту Дж., Гонсалес Р. Принципы распознавания образов. М. : Мир, 1978. 412 с.

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.