Закономерности развития кристаллографической текстуры и субструктурной неоднородности в циркониевых сплавах при деформационном и термическом воздействиях

• Автор: Исаенкова, Маргарита Геннадьевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 425 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений и условных наименований

Общая характеристика работы

Глава 1 Модернизация методик изучения текстуры металлических материалов в связи с автоматизацией и компьютеризацией рентгеновских измерений

1.1 Введение

1.2 Методики автоматизированного экспериментального построения ПППФ

1.2.1 Основы метода построения ППФ

1.2.2 Конструктивные особенности и программное обеспечение текстурного комплекса, использованного при выполнении работы

1.2.3 Учёт дефокусировки дифрагированного пучка в методе наклона при расчёте НППФ

1.2.3.1 Методика измерения коэффициентов дефокусировки путём сшивки кривых наклона

1.2.3.2 Методика определения коэффициентов дефокусировки по бестекстурным эталонам

1.2.3.3 Учёт эффекта дефокусировки для образцов малых размеров
1.2.4 Компьютерные методики построения полных ППФ
1.2.4.1 Согласование (“сшивка”) результатов съёмки текстуры “на отражение” с трёх взаимно перпендикулярных поверхностей образца
1.2.4.2 Экстраполяция данных НППФ на неисследованную область стереографической проекции
1.3 Метод вычисления интегральных текстурных параметров Кернса по прямым полюсным
фигурам
1.4. Анализ ошибок построения ППФ и расчёта интегральных параметров
1.4.1 Ошибки дифрактометрического текстурного анализа, обусловленные природой регистрации рентгеновского излучения
1.4.2 Текстурная неоднородность как источник ошибок в описании текстуры материала
1.4.3 Точность измерения интегральных текстурных параметров Кёрнса
1.4.3.1 Выбор порядка рентгеновского отражения для расчёта текстурных параметров
1.4.3.2 Оценка систематических ошибок определения параметров Кёрнса
1.4.3.3 Сравнение результатов расчёта параметров Кёрнса из ПППФ(0001), построенных с использованием экстраполяции и путём «сшивки» НППФ (0001)..
Выводы к главе
Глава 2 Рентгеновские методы изучения структурного состояния поликристаллических
материалов, основанные на использовании элементов текстурного анализа
2.1 Введение

2.2 Метод количественного фазового анализа сплавов гг-ЛЬ с уточненным определением объемного соотношения а- и |1-фаз при учете особенностей их кристаллографической текстуры
2.2.1 Фазовый состав промышленных сплавов системы гг-Т4Ь
2.2.2 Принцип предлагаемой методики фазового анализа
2.2.3 Текстуры деформации разных фаз циркониевых сплавов
2.2.3.1 Текстуры р-фазы
2.2.3.2 Текстуры а-фазы
2.2.4 Методика количественного фазового анализа изделий из сплавов 7.г-ТтЬ с учётом их кристаллографической текстуры
2.2.4.1 Расчёт интенсивности линий для каждой фазы
2.2.4.2 Практическая процедура измерения интегральной интенсивности рентгеновских линий а- и р-фаз для зёрен разной ориентации
2.2.5 Примеры проведения количественного рентгеновского фазового анализа с учетом текстуры исследуемых образцов
2.3 Методики построения траекторий переориентации зерен при пластической деформации
2.4 Метод оценки степени рекристаллизации листов и труб по ППФ
2.5. Оценка участия зернограничного проскальзывания в горячей деформации циркониевых сплавов по рассеянию текстуры а42г
2.6 Методики компьютерной обработки профилей рентгеновских линий с целью вычисления параметров субструктуры отражающих зерен
2.6.1 Обработка профиля рентгеновской линии
2.6.2 Восстановление профиля рентгеновской линии по ограниченному числу экспериментальных точек
2.6.3 Определение плотности дислокаций в а^г путем анализа профиля рентгеновских линий
2.6.3.1 Принципы рентгеновского определения плотности дислокаций
2.6.3.2 Основные этапы определения плотности дислокаций
2.7 Методы получения обобщенных полюсных фигур, изображающих распределение дифракционных или субструктурных параметров на стереографической проекции в зависимости от ориентации отражающих плоскостей
2.7.1 Метод получения обобщенных полюсных фигур путем регистрации и обработки профилей рентгеновских линий в каждой точке текстурной ППФ
2.7.2 Некоторые проблемы, возникающие при обработке данных

2.8 Метод построения распределений объемных долей зерен a-Zr, различающихся величинами субструктурных характеристик
2.9 Рентгеновская методика определения остаточных макронапряжений в изделиях из сплавов на основе Zr
2.9.1 Теоретические основы рентгеновских методов определения остаточных
2.9.1.1 Классификация упругих напряжений в поликристаллических материалах
2.9.1.2 Обобщённый подход к расчёту тензоров напряжений и деформации
2.9.2 Рентгеновские константы упругости в зт2|/-методе
2.9.3 Методика расчёта макронапряжений
2.9.4 Анализ напряженного состояния в изделиях из малолегированных сплавов циркония
2.9.5 Пример оценки остаточных упругих макронапряжений в трубе по данным рентгеновского анализа
2.10 Методика определения размера зёрен по флуктуациям интенсивности, регистрируемым при съёмке ППФ
2.11 Расчёт распределения границ зёрен по углу разориентации
Выводы к главе
Глава 3 Закономерности сформирования текстуры a-Zr при холодной деформации циркониевых сплавов
3.1 Текстурный анализ как метод изучения механизмов пластической деформации
3.2 Кинетика текстурообразования в a - Zr при холодной прокатке
3.3 Особенности текстурообразования в а -Zr при растяжении и сжатии
3.3.1 Текстурообразование в a - Zr при сжатии
3.2.2 Текстурообразование в a - Zr при растяжении
3.4 Моделирование текстурообразования а -Zr при прокатке
3.5 Базисное скольжение в а -Zr: история вопроса и причины разногласий
3.6 Двойникованис в а -Zr по данным текстурного анализа
3.6.1. Участие двойникования в пластической деформации a -Zr при прокатке согласно диаграммам вычитания
3.6.2 Об участии двойникования в поддержании устойчивости компонент текстуры прокатки
3.6.3 Двойниковапие в циркониевых сплавах при растяжении и сжатии
3.7 Влияние исходного состояния материала на особенности текстурообразования в а -Zr

щс всего использованы метод экстраполяции НППФ (0001) с предельным угловым радиусом 80° и метод «сшивки» трёх НППФ (0001) с максимальным угловым радиусом 70°, записанных для трёх взаимно перпендикулярных поверхностей образца. Величины интегральных текстурных ^параметров рассчитывали по ПППФ (0001).
1.3 Метод вычисления интегральных текстурных параметров Кернса по прямым
полюсным фигурам.
Материалы с гексагональной структурой характеризуются существенной анизотропией физико-механических свойств. Например, модуль Юнга для монокристалла циркония изменяется от 1,25 ГПа в направлении [0001] до 0,99 ГПа вдоль <10.0> [1].
Для поликристаллических материалов Кёрнс [36] ввёл интегральные текстурные {-параметры, рассчитываемые из пространственного распределения базисных нормалей, т.е. по ПППФ (0001), которые получили широкое распространение при расчёте свойств материалов с гексагональной решёткой и называются либо Г-параметрами, либо параметрами Кёрнса [36 -39].
Согласно [37, 38] величина любого свойства монокристалла в произвольно выбранном направлении Р(ф) определяется следующим выражением:
Р(р) = Р-соз2]/ + Ра(1 -соя2|/) (1-6),
где Рс и Ря - свойство вдоль осей кристаллической решётки с и а, соответственно, а |/ - угол отклонения выбранного направления от нормали к базисной плоскости, т.е. от оси с.
Если поликристалл представить как совокупность зёрен разной ориентации, т.е. не учитывать их взаимодействие друг с другом, а долю кристаллитов, с-оси которых составляют угол |/* с выбранным направлением, обозначить как Уь то величина свойства в выбранном направлении поликристаллического материала представляет собой сумму свойств ьых кристаллов:
Р(ф) = Рс XС°з2^ ! + Ра £У| (1-С0Б2^)= £ *Рс + (ПП^Ра (1-7).

Сумма ^ V; сое2!//; определяется как ориентационный

параметр, называемый Г-параметром или параметром Кёрнса.
Объёмная доля зёрен рассчитывается из прямой полюсной фигуры (0001) по величине полюсной плотности, регистрируемой в телесном угле бш, ограниченном сечениями фн-ф+Дф и ф-нр+Лф (см. рис. 1.13):
У; = р(ф,ф)*5(а = р(1|/,ф)*зт|/ 8|/ 5ф (1-8).
на единичной сфере.