Введение к работе
Актуальность темы.
В настоящее время развивается теория, которая должна объяснить причины возникновения принципиально разных текстур в материалах с одним типом кристаллической решетки, а также причины перехода текстур деформации от одного типа к другому для измененного состава сплава при деформации в стабильной и метастаоильной области. Конечным результатом должен быть количественный текстурный анализ с определением анизотропии свойств поликристаллических агрегатов по данным о монокристаллах и текстуре.
Анизотропия свойств является одной из фундаментальных характеристик вещества. В кристаллах чистых материалов или однофазных твердых растворов анизотропия свойств целиком определяется природной монокристальной анизотропией и кристаллографической текстурой, в многофазных сплавах анизотропия свойств определяется всем комплексом морфологических особенностей ' данного конгломерата, состоящего из специальным образом взаимяо ориентированных разномодульных составляющих.
Последовательное и закономерное превращвние текстур - их усиление и ослабление, изменение типа - происходит практически во всех процессах производства и обработки металлов и сплавов. В частности, пластическая деформация рассматривается на современном уровне как комплекс явлений формоизменения, текстурооЪразования и изменения структуры и свойств. Все эти явления протекают одновременно, и взаимосвязанно.
Металлам и сплавам, обладающим фазовыми' превращениями в твердом состоянии, свойственны некоторые важные особенности
текстурообразования. Обширные классы промышленных сплавов на основе железа, меди, титана и других металлов при обработке в интервале температур фазового превращения или выше него, а также при тормически упрочняющих обработках могут испытывать в большей или меньшей мере влияние фазовых превращений на формирование текстуры. Это связано с наличием определенных кристаллоори-ентационных соотношений при превращениях. Однако в настоящее время нет общей математической модели текстурных переходов в процесое фазовых превращений под нагрузкой для материалов с некубическими кристаллическими решеткак . До сих пор нет ясных теоретических представлений о влиянии текстуры на анизотропию свойств в сплавах с эффектом запоминания формы. В этой связи целью работы было:
Создание модели текстурных переходов при сдвиговых фазовых превращениях под нагрузкой для материалов с крис эллическими решетками любого типа симметрии.
Научная новизна
разработана математическая модель и создана программа расчета функции распределения ориентировок' (ФРО) для материалов с кристаллической решеткой любого типа симметрии. Предложен метод устранения неопределенности решения ФРО на границах области определения в ориентационном пространстве и метод расчета полной ФРО для модели Roe;
создана модель и программа для расчета ФРО материала после фазового превращения сдвиговым путем с равной или заданной вероятностью реализации всех вариантов ориентационного соотношения;
разработана модель фазового превращения сдвиговым путем под нагрузкой с учетом неравновероятности реализации превращения по разным вариантам ориентационного соотношения и создана программа расчета ФРО после превращения;
создан метод расчета траектории превращения под нагрузкой, рассчитана траектория для превращения B19V B2 сплава T1-N1. Определены основные системы сдвига, уточнено ориентационное соотношение;
предложен метод оценки анизотропии изменения формы при фазовом превращении по ФРО при действии нагрузки или с равной веро^ятнос-тью превращения по всем вариантам ориентационного соотношения.
Научная и практическая ценность.
В работе приведены результаты математического моделирования текстурных переходов в процессе фазовых превращений , идущих сдвиговым путем под нагрузкой. Предложена модель расчета ФРО для материалов с кристаллической решеткой любого типа симметрии. Установлены ограничения, налагаемые на эту модель для материалов с текстурой типа прокатки. На основе анализа элементов симметрии кристалла создана программа расчета количества необходимых исходных экспериментальных данных. Предложен метод устранония неопределенности решения функции распредблбішя ориентировок на границах области определения в ориентациошюм пространстве и метод компенсации нечетной части ФРО для модели Roe. Предложенная модель удовлетворительно описывает экспериментальные
r\p TV Л Ь T 1 ТЫ
исследования текстуры
Для определения матрицы ориептяционных соотношений между
фазами при сдвиговом фазовом превращении разработана методика, основанная на анализе возможных вариантов пространственного расположения осей кристаллических решеток. Создана модель для расчета ФРО после фазового превращения сдвиговым путем с равной или заданной вероятностью реализации всех вариантов ориентационного соотношения. В работе приведены экспериментальные и расчетные данные для прямых и обратных сдвиговых превращений: а * 7 в сплавах на основе Fe и В2 *j-B19' в сплавах T1-N1. Уточнено ориентационное соотношение превращения В2ч»-В19'.
Разработана модель базового превращения,идущего сдвигоеым путем под нагрузкой, и создана программа расчета ФРО после превращения (в качестве схемы напряженного состояния было выбрано одноосное нагружение). Для дальнейших расчетов предложен способ решения оОратной задачи - получения коэффициентов ФРО из значений ФРО после сдвигового превращения под нагрузкой.
Создан метод расчета траектории превращения под нагрузкой, рассчитана траектория для превращения В99'-5- В2 в сплавах T1-N1. Определены области ориентировок в ориентационном пространстве, которые испытывают превращение при одноосном растяжении или сжатии. Установлена последовательность превращения по ориентировкам относительно оси нагружения. Соединение этой схемы превращения с результатами расчета текстуры в форме ФРО позволило оценить текстуру перехода и анизотропию изменения формы при превращениях под нагрузкой. Этот метод использовался для объяснения вклада фазового превращения в анизотропию изменения формы образцов имеющих разную ориентировку ОТНОСИ'* лыю плоскости и направления прокатки. Сравнение расчетной анизотропии формы и Сбзультатов эксперимента позволило оптэеделить основные системы сдвига превращения В19^ В2 в сплавах T1-N1.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены:
на б Всесоюзной конференции "Текстуры и рекристаллизация в металлах и сплавах", Свердловск, 11-15 марта 1991г.;
на научном семинаре секции "Металловедение и термическая обработка" МДНТП и ассоциации УТАН, Москва, 1991г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 печатных работы. Объем работы. Диссертация изложена на /?_? стр. машинописного текста. Включает 35 рис., ^ таблиц, библиографию из /Зг/ наименований. Общий объем ISf стр.