Рентгеноструктурный анализ меди и титана, подвергнутых интенсивной пластической деформации

• Автор: Кильмаметов, Аскар Раитович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 138 с. : ил.

1. Обзор литературы

1.1 Способы формирования ультрамелкозернистых структур в металлах

1.2. Особенности структуры и свойства ультрамелкозернистых металлов, полученных методами интенсивной пластической
деформацией

1.2.1. Типичные микроструктуры

1.2.2. Особенности строения границ зёрен

1.2.3. Структурная модель ультрамелкозернистых металлов

1.2.4. Уникальные физико-механические свойства

1.3. Применение рентгеноструктурного анализа

для исследования ультрамелкозернистых металлов

1.4. Постановка задачи

2. Материалы и методы исследований
2.1. Объекты для исследований
2.2. Методы интенсивной пластической деформации
2.3. Методы рентгеноструктурного анализа
2.3.1. Экспериментальные условия рентгеновских съёмок
2.3.2. Анализ формы профиля и уширсний рентгеновских пиков
2.3.3. Определение параметров атомного колебательного спектра
2.3.4. Текстурный анализ
2.4. Методы механических испытаний
3. Исследование ультрамелкозернистой меди
3.1. Особенности рентгенофамм
3.2. Анализ физического уширения рентгеновских ников
3.3. Температурная зависимость характеристик атомного колебательного спектра
3.4. Формирование кристаллографической текстуры
4. Эволюция микроструктуры и свойств ультрамслкозсрнистой меди
при термических воздействиях и пластической деформации
4.1. Влияние изотермических отжигов на
характеристики микроструктуры
4.2. Эволюция кристаллографической текстуры при
изотермических отжигах
4.3. Влияние пластической деформации на структуру и свойства
4.4. Влияние термомеханической обработки на
механические свойства
5. Исследование ультрамелкозернистого титана
5.1. Анализ особенностей строения рентгеновских
дифракционных максимумов
5.2. Эволюция кристаллографической текстуры
5.3. Взаимосвязь особенностей структуры и механических свойств
Выводы
Список литературы
Актуальность темы. В последнее десятилетие разработка способов получения и исследование структуры и свойств улг.трамелкозсрнистых (УМЗ) металлов (напокристалличсских и субмикрокристаллических), являются актуальным направлением физики твёрдого тела и физического материаловедения. Это связано с тем, что данный тип материалов обладает уникальным комплексом физических и механических свойств и, как следствие, весьма привлекательны для широкого использования в промышленности и медицине. В частности, УМЗ металлы обладают изменёнными по сравнению с крупнокристаллическими (КК) состояниями фундаментальными, обычно структурно-нечувствительными свойствами, среди которых упругие модули, температуры Кюри и Дебая, намагниченность насыщения и другие. Перспективными способами формирования в металлах УМЗ структур являются методы интенсивной пластической деформации (ИПД). Главными достоинствами последних являются возможность получения массивных УМЗ образцов из различных металлов и сплавов, полное отсутствие в них пористости.
Особая роль в исследовании ИПД материалов отводится методам рентгеноструктурного анализа (РСА), поскольку УМЗ структура является идеально мозаичной с точки зрения условий рассеяния рентгеновских лучей в рамках кинематической теории дифракции, когда благодаря малости областей когерентного рассеяния (размеров зёрен-кристаллнтов) можно пренебречь взаимодействием падающей и рассеянных волн. В то же время, столт, мелкодисперсная структура сильно затрудняет применение методов просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), что создаёт предпосылки для более активного развития и применения методов РСА в отношении УМЗ металлов.
К моменту' постановки задач данной диссертационной работы с помощью РСА было установлено, что формирование УМЗ (нанострукгурпых) состояний методами газовой конденсации и закалки из жидкого состояния сопровождается изменением целого ряда структурных параметров. Однако систематический и детальный РСА УМЗ металлов, полученных методами ИПД не проводился.
Цель работы: установить с использованием различных методов РСА параметры УМЗ структур, сформированных интенсивной пластической

и. о (110 в
“ 100000 -Г (200) (331)
ё§ : (220) (511) /|
“ "■ о е: § о л 1 1 (400) Л
= §
~ аг 10000 - -г III Л II 1 1 1 ТГГГП М'| ТГГ1 1'V 1 Г| I 1 ] 1 1 1 1 1 м I < 1 П ; 1 1
40 50 60 70 80 90 100 110 120 150
20, градусы
Рис. 3.1. Рснпенофаммы КК Си (а); УМЗ Си, полученной ИПД кручением с 5 оборотми, (б); УМЗ Си, полученной РКУ прессованием с числом проходов, равным 12 (в).
Таблица 3.1. Относительные интенсивности рентгеновских пиков.
ОН) (200) (220) (311) (222) (400) (331)
Табличные значения 100 46 20 17 5 3
КК Си 100 330 53 20 7 37
УМЗ Си (кручение, 5 оборотов) 100 14 3 6 5 0,5 1,4
УМЗ Си (РКУ прессование, 12 проходов) 100 48 28 22 3.6 1,3
размера зсрен-кристаллитов и упругих микроискажсний кристаллической решётки, а также кристаллографической текстуры в образцах УМЗ Си в ходе ИПД. Подробный анализ процессов эволюции указанных микроструктурных характеристик и текстурообразования будет представлен более подробно ниже в параграфах 3.2 и 3.4.
Другой интересной особенностью является значительное уширение рентгеновских ников в ИПД образцах. Наблюдаемое различное уширение рентгеновских пиков после воздействия ИПД может быть связано с неоднородным развитием дефектной структуры в зернах, принадлежащих различным текстурным компонентам [111].