Влияние неоднородности текстуры на анизотропию физико-механических свойств некоторых металлов и сплавов с кубической решеткой тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

ЛЕНИНГРАДОМ! ГОСУДАРСТВЕН^ ТЕХНИЧЕСКИЙ УКИЬЕКГЙТЕТ

На правах рукописи

ЩКАТУХЯК Наталья Михайловна

ВИИШЕ НЕОДНОРОДНОСТИ ТЕКСТУН» НА АНИЗОТРОПИЮ ЖИКО- ' .МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НЕКОТОШХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ С КУБИЧЕСКОЙ РЫНЕТКОЯ

Специальность 01.04.07 - физика твердого тела

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Ленинград - 1990 •

Работа выполнена в Одесском государственном педагогическом "институте им. К.Д..Ушинского.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор . " Брюханов A.A.

'Официальные оппоненты: доктор физ.-матем. наук, профессор

Иванов С.А.

кандидат техн. наук, с.н.с.

Бецофен С.Я.

Ведущая организация: Московский шгаекерчо-фнзический институт

Защита состоится • »Je " Аliß 199&Г. в /Р час. на заседании специализированного Совета К 063.38.13 в Ленинградском государственном техническом университете по адресу: 195251, Ленинград, ул. Политехническая, 29, физико-механический факультет, кафедра физики металлов.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке университета.

Автореферат разослан ■ й&7се£)ц& 1У90 г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор физико-математических наук,

профессор Кельнер А.И.

Актуальность. Успехи современного металловедения в поЕшении качества металлических материалов базируется на результатах глубоких исследований их структуры. Одной из наглых характеристик структура явллется кристаллографическая текстура, которая ответственна за анизотропию свойств поликристаллов и несет ценную информацию- о физических процессах, протекающк в поликристаллических телах. Внедрение в практику научньх исследований современной дифракционной аппаратуры, быстродействующих ЭВМ позволило реализовать новые способы списания текстур на основе неидеализиро:;анных го дел ей, уста -. новить количественную связь между свойствами моно- и поликристал -лов, прогнозировать сьойства твердых тел ь различных текстурных состояниях, находить трудноизмеримые свойства. Решение этих задач значительно усложняется для поликристаллов с высокой текстурной" неоднородностью из-за необходимости получения и обработки, громадного объема статистических дшшых. На г.^актике не болыгинство ме таллических материалов является текстурноцеоднороднш. Поэтому для-них выделяется две проблемы: разработка элективных методов изуче-.

'л

ния неоднородшх текстур; выбор способов описания их посредством минимального числа текстурных характеристик, достаточных для прогнозирования и списания анизотропии свойств как главной цели текстурных исследований.

Целью данной работы явилось: изучение закономерностей образовав ния текстуры при различных видах механической и тешомелэккче'ской обработок в металлах и -слларчх с кубической рететкэй с развитой текстурной неоднородностью и разработка методов учета ее влияния : ка конечные свойства материала. - .

Для достижения поставленной цели в диссертации репены следую - ' ¡цие задачи: . ■

I. Определено влияние вида и степени холодной прокатки алюминия

как модельного материала на закономерности текстурной неоднород -ноет и листов.

2. Определено влияние'. ТМО на неоднородность текстуры в сплавах ч железа с ОЦК- и ШК-реьетками.

3» Найдена взаимосвязь возникающей текстурной неоднородности с анизотропией физико-механических свойств листов.

4. Разработаны методы оценки неоднородности текстуры, установлены элективные характеристики текстуры, позволяющие прогнозировать ко ечные свойства материалов.

Научная новизна. В результате проведенных исследований получе -ны новые данные, которые можно изложить следующим образом:

1. Выявлены особенности возникновения неоднородности текстуры в зависимости от вида холодной прокатки алюминия.

2. .Установлена взаимоэвязь фактора геометрии очага деформации о возникновением текстур сдвига и глубиной проникновения последних внутрь металла при холодной прокатке алюминия и горячей прокатке аустенита ПНП-стали. Найдена критическая величина геометрического фактора для получения ориентировок типа

по всему сечению

листа горячекатаного аустенита ПНП-стали, что уменьшает анизотро -пию свойств.

3. Установлены закономерности текстурообразования по сечению толстолистосого проката низколегированной стали контролируемой прокатки и влияние неоднородности текстуры на пространственную анизотропию-механических свойств листов.

4. Разряботал уетод определения эффективных ориентировок текс -т^ры; ответственных за.анизотропию физико-механических свойств, при наличии существенной текстурной неоднородности по сечению хкстов,

Ь. Пох&авно, что одной из оснозных пр>гчин слоисто-хрупкого раз-

рушения низколегированных сталей контролируемой прокатки является формирование текстуры типа (С01)'П0> . остановлено, что наличие субструктурной неоднородности монет как усиливать, гак и. уменьшать влияние текстуры.•

б. Разработан метод оценки по текстурным параметрам склонности к слокстс-хрупкому разрушению низколегированной стали.

Научная ценность работы заключается в том, что решенные в диссертации методические вопросы расширяют арсонал-существующих-в практике научных исследований интегральных методов оценки текстурной . неоднородности, описания текстуры при помощи минимального. количества характеристик, определяющих анизотропию тензор/ых свойств по -ликриеталлов размерности четвертого порядка, методов нахождения таких характеристик текстуры, которые позволяют прогнозировать механические свойства в условиях развитой текстурной неоднородности.

Практическая полезность работы. Результаты исследований по тен-стурообразованию, структуре и анизотропии сизико-мехакг.чссккх свойств толстолистового проката низколегированных отелей, применяющихся в сварных конструкциях, использованы в Институте электро -. сварки им. Е.О.Патона АН ¿'ССР для рекомендаций ПО "Азовсталь" по корректировке режимов прокатки и термообработки низколегированных" сталей с целью улучшения ьксплуатационных характеристик по толщи- • не проката, а также для сертификации последнего с учетом напряг.-, да1 ного состояния в сварных конструкциях. '

Основные положения, Ечносимые на защит.''/''. ' I. При наличии существенной текстурной неоднородности достаточ-' нал шформация о текстуре может быть получена по результг.там ?ча-лиза неполных пс-люснюс фигур в различных сеченгях листа. Описание текстуры в такзи подходе мотет.быть проведено в приближении идеальных ориентировок с приданием им статистического веса, с пределе! ¡ко го

б

с помокью Фурье-анализа упругой анизотропии листа.

2. Текстурные параметры, определяющие объемную долю ."хрупких" и.пязккх компонент текстура по осей толщине ..истов, позволяют оценить склонность к слоисто-хрупкому раэруиению низколегированных сталей контролируемой прокатки.

3. Результаты исследовании закономерностей текстурообразования по сечению стального проката позволяют кайти возможность получения тексгурно-уп]»ч1:снных листов аустенита ПНП-стали, а также низколе-гир, санной стали с улучшенными эксплуатационными характеристиками

' по толщине проката.

»

дптюбация ту^оты. Сено иные результаты диссертации доложены на: 1У и 7 Всесоюс-них конференциях по текстурам и рекристаллизации в металлах к сплавах /Горький-К-83, Уфа-1967/ ; Всесоюзной научно-технической конференции."Повышение качества металлопродукции путем термической и термомеханической обработки"./Днепропетровск-1988/ ; И' Всесоюзном совещании по рентгеновской и электронной спектроскопии /Ленинград-1268/ ; XII Всесоюзной конференции по Зизике проч -ности и -пластичности /Куйбшев-1985/ ; I Всесоюзном симпозиуме "Новые' жаропрочные и жаростойкие материалы" /Москва-1989/.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 10 печатных работах.

Структура и С-ьем работы. Диссертационная работа общим обьемом 19о страниц /текст диссертации на 119 страницах/ состоит из введения, четырех глав, общих выводил, списка цитируемой литературы из 166 наимеиоганий, 61 рисунков и 18 таблиц, приложения.

Краткое содержание работы.

Во введении дан краткий критический обзор состояния вопроса по дкгррагурним данном, обоснована актуальность теш исследования, с^рмулк^о^ш: цель работы, основные задачи, .решенные при дости-

гч

жении поставленной цели, показана научная новизна, практическая полезность работы, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе описаны основные современные методы изучения и описания текстур металлических материалов: рентгеновский метод, представление при помощи функций распределения ориентация /ФРО/ по методу Бунгё-Роэ, вероятностный метод восстановления ФГО из огра -ниченного'набора'прямых полюсных фигур /Гй/, расчет ФРО при помощи модельных функций. Особое внимание уделено методу Фурье-анали -за анизотропии свойств листов для определения текстурных характе -ристик, использованному автором для экспериментальных исследова -ний по определению текстурных характеристик при наличии существенной текстурной неоднородности. Изучение текстуры обычно производится рентгеновским методом с построением полюсных фигур или восстановлением из них для определенных слоев металлического материала, толщина которых определяется глубиной проникновения рентгеновского излучения /порядка нескольких сотых долей миллиметра/. Пластическая деформация, как правило, протекает неравномерно и неод -нородно по объему деформируемого тела. Это приводит к неоднородности текстуры и свойств материала, например, по толщине проката и изделий как на макро-, так и на микроуровне. Так как текстура яв -ляется причиной анизотропии физико-механических свойств, то при расчетах свойств из данных о текстуре необходимо учитывать ее неоднородность. .Учет текстурной неоднородности включает в себя исследование текстуры различных слоев материала. Однако вопрос о "главной" или эффективной текстуре часто требует дополнительней информации о статистическом весе той или иной ориентировки. Осклб-юй целью текстурного анализа является прогнозирование сройсгв мд-гериала. исходя из донных о распределении кристаллитов по оркенти-

циям. Для нахождения пффрктиьной орпеитиговки из --сего набора ориентировок, который дает послойный текстурный анализ можно исг,сль -зовать анизотропия тех свойств, которые и определяются зтиыи ори -ентировками, в частности, использовать анизотропию упругих свойств.

Каждая идеальная ориентировка, расположившаяся в плоскости листа, обладает определенной, характерной лишь для нее, анизотропией упругих свойств. Эта анизотропия может быть представлена в виде ряда Лурье типа: . . _

где Е(У) - модель Е&га, Я - амплитуды эрмоник, которые могут быть выражены через индексы Миллера идеальной ориентировки, Ч1 -угол между кристаллографическим направлением, совпадающим с направлением тюкатки /11П/, и произвольным направлением в плоскости прокатки. - .

С другой стороны, экспериментальная анизотропия модуля »Жга в плоскости листа, как периодическая функция, также может быть разложена в ряд йурье. Сравнение последнего ряда с теоретически;«! дл,: различных идеальных ориентировок, найденных из ГО пли ФРО для всех сечений листа, позволит определить элективные ориентировки, отвечайте. реальной анизотропии свойств листа.

Использование интегрального метода Фурье-анализа упругой анизотропии для определения эффективных ориентировок в комплексе с рентгеновским существенно уменьшает объем необходимой статистической информации для учета вклада неоднородности текстуры в обаук анизотропно свойств листов.

Вторая глава посвящена изучению влияния неоднородности текстуры . нг' анизотропию упругих своГ.сгв алшиния, как модельного материала,-к йхстмгста ПШ-стали.

Практически кзогрогоше полосы &лгм;иия технической чистоты тол-

щиной б мм с очень слабо выраженной ориентировкой куба в центральном слое прокатывали при комнатной температуре на лабораторном стане с диаметром валков 180 мм малыми обжатиями / • 5;?/ без реверса до 60?4 обкатия по толщине /прямая прокатка/. Полученные так,з.{ об -разом листч подвергали далее холодной прокатке в том же направлении до а также до 20,-10 и 60>- обжатия в направлениях, расположенных под углами 90 и /соответственно поперечная и перекрестная прокатки/ по отношению к первоначальному НП.

Сталь марки 30Х6К9Г2 выплавляли в индукционной печч, раслисили в отливки размером 60x60x150 мм и массой 7 т-. После гомогенизирующего отжига отлиэки разрезали с применением а.мазного инструмента на полосы толщиной 8 мм. Полосн стали после аустенитизацни в тече- • ние I часа при ПОО°С прокатывали с обжатиями 30 и if^ за один про-' пуск и 71?» - за дла пропуска на лабораторном стане с диаметрсм валков 180 мм с псследу™"¡им естественным охлаждением на воздухе. Из_ листов вырезали прямоугольные образцы для измерения мбдуля Юнга через каядые 18° от исходного НП, а для изучения текстуры •• диски .

\ " .

диаметром Г5 мм. ^

Модуль Юнга измеряли динамическим методом по частоте собствен -ных и?Г!'.б;:кх колэбаний образца. Погрешность измере .ий не превыаа.- ' Ле< Для изучения характера анизотропии листов нодулеграгми разлагали в ряды Г;урье. Текстуру изучал:! рентгеновски методом на Дк-фрактометго ДРРН-3. Кривые полюсной плотности снимали в -нржорорх-костнк. и центральных слоях образион-. По этим данным строили пол -нке и неполные прямые Г£ [ill] , (ЮО) и |lI0j , по готорЬ.1 восстанавливали трехмерное 5F0. Так как пскодшль. данными для аосстаноз-ления £Р0 слуакли кек полгше, так и «еполкке ГО, то. и расчет. 5F0 осуществляли по несколько .ра-глич!:км алгоритмам. Прч этом яспользо-вали представление сферических nt и обобщенных еяеркчеелк if.

¿и

гармоник разложения в ряды ilt 1: iPO соответственно с помощью биномиальных коэффициентов без применения рекурентных формул.

При прямой прокатке до 60% обжатия листов алюминия развивается анизотропия упругих свойств, типичная для ГЦК-металлов и сплавов, определяемая в основном четвертой гармоникой разложения в ряд Фурье модулегралмы. Дальнейшая прокатка в том же направлении до 95?» обжатия не меняет характера анизотропии Е . Прокатка с последующим изменением НП на углы 50 и 45° по отношению к первоначальному НП приводит к уменьшению вкладов в общую анизотропию упругих свойств листов алюминия соответственно вторых и четвертых гармоник разложения в ряды уурье модулеграмм. При этом коэффициент анизотропии г^ / = Fm|L^r">',I00:^ / уменьшается до 1-3«. При йрокатке до обжатий, больших СШ, анизотропия упругих свойств аналогична токовой для продольнокатаных листов при условии отсчета ее от указанных выше новых НП. , ..

Данные значений упругих констант монокристалла алюминия и анизотропии модуля Юнга в плоскости прокатки поликристаллов, обладаю -црх орготропной симметрией, позволили определить с достаточной точностью анизотропию трудноизмеримых свойств - модуля сдвига и коэффициента Пуассона. ■ - • ' '

Текстура продольнокатаных листов алюминия существенно неодно -родна по их сечению. Так в приповерхностных слоях листов,.проката-ных до 60f£ обжатия, формируется текстура, которая может быть описана непрерывным распределением ориентировок от (Oll) до (ИЗ) с максимумами около (П3)1ш] . Кроме того, наблюдается очень слабая ориентировка (001) [IIO] текстуры сдвига. Текстура центрального слоя таких листов описывается непрерывным распределением ориентировок от (ОН) до (012) с максимумами около (0II)[l003 и (0I2)[22l], Обнаружена к ¿однородность текстуры по сечению листов, полученных- .

прокаткой до 9Л обжатия. Текстура приповерхностных слоев таких листов характерна непрерывным рагбросом идеальных ориентировок от U12) до (011). Нэблгдеется также ориентировка (OOI)[lIO] текстуры сдвига, обнаруженная в алюминии и другими исследовате'Лями. Интенсивность ее на Ш. (100J примерно в 2 раза больше, чем' для приповерхностного слоя алккиниезого листа, проката jcго д. 60,^ обжатия, 3 средних слоях продольнокатаных до 95# обжатий листов алюминия Армируется "ипичпоя для ЩК-металлов текстура с непрерывным рас -пределениеи ориентировок от (I12)(llll до (011} [211]. с максж<уиами около (135) F2H] и (146) [2x1} .

Прокатка алюминия с последующим изменением НП способствует, бо -лее однородному течению ыедалла при п.лстической деформации, что-приводит к формированию в приповерхностных слоях текстура, характерной для средних слоев, лишь более размытой.

Испстъзуя мотод Фурье-гнализа упругой анизотропии листов в комплексе с данными послойного рентгеновского анализа определены эф-." фективные ориентировки, ответственные за анизотропию упругих свойств. ' д *

Образцы аусг-чтета ПНП-гтали перед прокаткой имели однофазную ГЦК-реяетку с периодом 3,596 Структура характеризуетея-Фексту-" рай дендритов, ось <100>. которых лежит в плоскоми полос.д перпендикулярна поверхности изложницы, то есть совпадает с направление^, наибольшего отвода тепла при литье. ' •

Приповерхностный слой образцов псд гкалкной после прокатки с " обкатием 2Ш подобен квас.;шйиокркстгллу неорторомбичеекоЯ еишет-рии, так как ПЬ кё симметричны. Ориентации кристаллов могут быть описаны как (001)ll00] + (l30)100l] + (II3)l3Cl] . Стргтюгура дён-,-дрг-.-пов еще ярко 'выряжена.1 JH) центрального .слоя такте, не симметричны относительно системы ксзддинат, связанной с образцом. Еолее интенсивной ориентировкой является (I30)[0CÍ] . Наблюдается развкт..е

.некоторых компонент текстуры прокатки (II2)[I32] с рассеянием до [III] и {П3)[312] с рассеянием до [ПО] . То есть горячая про -катка исследуемой ПНП-стали с обжатием 30% за г дин пропуск недос -'таточна для формирования развитой текстуры деформации,

В тонком поверхностном слое толщиной до 0,2 мм образца стали после обжатия ЬО/6 фортруется и основном текстура сдвига типа

-П2> + . Текстура приповерхностного слоя та-

кого листа может быть описана ориентировками {001|<100> /основная/ к (iL )<332>

+ (013/дополнителшые/. В центральном слое формируется текстура, которая может быть описана непрерывным рас -пределением ориентировок от [OOlJ<IOO> до [0IlJ<2II> , Максимумы ориентационной плотности соответствуют идеальным ориентировкам (001}<100>, [013}<631> , (П3]<332> И {.00lJ<2II> .

Глубина проникновения Текстуры сдвига после прокатки с обжатием 71/6 увеличивается.' Характерно, что ориентировки сдвига, но меньшей интенсивности, наблюдаются также и в слое на расстоянии 1/4 толщины листа, прокатанного с обжатием 71%. В серединном сечении листа при этом интенсивно Армируются ориентировки текстуры холодной прокатки ЩК-ыеталлов {0IIj<2II> типа ориентировок текстуры "сплава", •а также

(135]<2Ц> и {И3}<332> Для образцов после прокатки с обжатиями 50 и 71% ®. в целом симметричны, что свидетельствует об ортотропности листов. Типичная анизотропия свойств ЩК-металлов формируется в ПНП-стали при обжатии .71%. ■" .. ;

Объемное содержание эффективных ориентировок, соответствующее oKcnepiujei.rajbHo:! анизотропии модуля Шга листов ПНП-стали, полу-чеко q помощь» 4урье-анализа упругой анизотропии идеальных ориен -тироьок, HftvV,e50Qix ив ® и CF0 аналогично тому, как. ©то было про -ес^гз'Ю д.1я аЯ'Ли1г.-,кг. Слезет отметить, что у1грутостный метод не

позволяет определить объемное содержание ориентировок типа (117}

так как они являются упругоизотропнкми. Однако то, что .ко -эффициент анизотропии листов после прокатки с обжатием 41% даже несколько уменьшился по сравнению с его значением для листов поело прокатки с обжатием '50/6 свидетельствует о том) что ориентировки Типа {Ш}<иш> вносят существенный зллад в среднее значение модуля упругости, выражающееся в увеличении Ло в ряде Фурье для листов после обжатия 71^. ' ..

. Третья глава посвящена изучению влияния неоднородности кристаллографической Текстуры по сечению толстолистового проката низко.-легированной стали на анизотропию ее механических характеристик. Материалом для исследования служили образцы проката с низким содержанием серн на базе марки 09Г2С, полученные контролируемо /[.прокат -кой. Технологические режимы прокаты приведены з таблице.

• Таблица.

: Режима обработки стали 09Г2С. к

Режим ' : обработки* • Температура конца прокатки, °С Толщина, мм . : Способ охлаждения

I 690 15 На воздухе ' ■ ■ ■ .

2 740 15 - " -

3 750 45 1! _

4 620 45 Ускоренное охлаждение /ду ■ шарование/ .£0 6С0°С- + на воздухе. ' -

5 620 45 Замедленное /ь-стопе/ 1р. воз^'хе.

С целью выяснения причин склонностл стального лкттта к слоисто- • хрупкому разрушении и анизотропии механических характеристик были

проведен послоГлге исследования химсостава, металлографической структуры, кр; í ст a jlh о г j >aí ;:ч е с ко й текстуры и субструктуры через как-то 0,0625 -A / fb -исходная толщ,¡на листа/ от поверхности до серевши образна по толщине на опытных партиях стального проката.

Механические испытания проводили на стандартных образцах по стандартным метод.-.кам. Для определения 3£ -своГств по высоте про -ката стандартные образцы вырезали в направлении, перпендикулярном Плоскости прокатки из сьарннх крестовых соединений. При испытаниях н" ударную вязкость по Шарпи расположение надреза / V -Шарли/ регламентировалось по отношению к Iffl, а также по толщше листов /к/2» h/4/. •

По результатам ые^еаншпских чспытаний следует, что обраиии 1,2, Ьобледакт пространственной анизотропией. Резкое колебание 4¿ в диапазоне IC-7I& характеризует склонность металла к слоисто-хрупкому разругав. Особенно ощутимо раз ичиа в характери .тиках ударной вязкости /рис.1./. Криила "температурной зависимости, КС проходят значительно ниже KCV в плоско с.л прокатки для дтих. образцов^ Кроме того, KCVj зависит от места респолояения надреза К/а или fi/4. Наиболее низкие значения приходятся на серединные сечения листов сталей 1,2 и 5. Следуег отметить также наличие анизотропии температур хрупко-вязкого перехода. Так, для образцов 1,2 и 5 в плоскости прокатки эта температура составляет -70°С, в то время ках для -образцов- -40°С. Для сталей 3 н 4 этого не Цабл>'.да&Т1ш. . * - _ ' : , ^ •• - ...

Структура сталей характеризуется достаточно мелким зерном, но-злйчг.гельным холичестьом неметаллических включений, поряди 0,MW, •Расяредедонио (Jiepprao-перлитноЯ полосчатости относительно разно -

Rompe даровалась тпкж» силоаность исследуемых сталей ультра-эеухоис fierû&iai' ыотахгах-рафнчесви, a ivïxq послойно по паролет-

f /У/ ШШ- m

Jt1" -*ш

V/

с с Ш s

-90 -30 +IU -, 50 Тк.П., °С

-;о -so +10 ¡50 Тисп.,°С

Рпс.Г."Темгоратуркые завиевлоог! уяарнпЛ ячзксога cïssr üílÍC. а - д - сооггетскеиио .ала оЗ^аэцоз ЯЛ -5. X -плоскость прокат; О, « - £ -направлении • -О — /t/2; : h - млвдна яусгез. '

ру кристаллической решетки. Такой комплексный анализ показал, что сплошность материала не меняется по высоте /толщине/ проката. Из результатов спектрального анализа следует, что химический состав сталей практически однороден по толщине проката. Отмеченные осо -бенности структуры и химсостава вносят определенный вклад в склонность стали к слоисто-хрупкому разрушению, но не являются основной ее причиной.

Количественные изменения полюсной плотности приведены на рис.2. Кристаллографическая текстура сталей существенно неоднородна пз сечению листов /рис.2/. Но мере увеличения расстояния от поверхности образцов ввд. 1Й меняется. Текстура имеет наибольшую остроту дл-к образца И. Для этого же образца наблюдаются и наиболее еначитель-1ше изменения типа текстуры по сечению листа. Анализ Ш и их сравнение со стандартными проекциями монокристаллов показывают, что изменения текстуры листов имеют общие закономерности. В приповер .постном слое исследуемых образцов 1,2 и 3 формируется в основном текстура необычного для ЩК-металлов типа {0П}ШШ> . По пере приближения к середине листов по толщин ; интенсивность этой компонента текстуры уменьшается, а компоненты {ОЭ1$<НО>. я (П2|<П0> - уво -ли-гавается. Б серединном сечении текстура описниается основной ориентировкой {0011<110> и дополнительными (П2]Ш0> и (1И}Ш0> то есть б этом сечении формируется типичная текстура прокатки СЦК-ыеталлов.Закономерности формирования текстуры в.образцах 4 и 5 несколько отличается от вышеописанных. Полюсная плотность по сеченнкз образца И меняется незначительно, оставаясь по абсолютному значена близкой к единице /рис.2/. Э".о свидетельствует о том, что'об •• разец Р4 практически не ю.еет текстуры. В образце (формируется очень слабая текстура прокатки СЦК-мет алло в с болытам рассеянием. В образце 5-5 интенсивность текстури и ее неоднородность более сущсст -

Т7

Чу а

Чи 6

/\

V

г 1 \

[

-<з —<

0 1/8 1/4 ?/8 Т/2 в

У

У у

Л К

Г

0 1/8 1/4 3/8 1/2 г

4

6 1/8 1/4 3/8 1/2

О 1/8 1/4 3/8 1/2

; д

О 1/8 1/4 3/8 1/2

Рио. 2 - Зависимость полюсных плотностей Рдщ от асстояния от поверхности листов после контро:' дуемой прокгтки тали 09Г2С для различных рехимов обработки. - режим И; б - режим "5; в - режим !Р2; " - режим УЗ; д -ешш Р4. I - Гш; 2 - Р100; 3 - Гш; 4 - РпГ '

венны При этом тип текстуры практически не меняется по сечекию ли ста и представлен в основном ориентировкой (С01}<110> . Одна, о з середине листа ее интенсивность существенно возрастает и составляет примерно 5 по отношении к бестекстуркому образцу- В этом отношении середина образца 1ГГ. приближается по текстуре к образцу И. ' Формирование многослойной текстуры может Сыть ответственно за расслоение проката. Плоскости типг [001] являются в С-Д-металлах О'- ювными плоскостями скол^. Поэтому при увеличении полюсной плотности отой компоненты в огределенннх сечениях' следует' ожидать ув©-личения стоимости к ело исто-хрупкому разрушению. При испытании на удар X -образца стали при -40°С в случае нанесения надреза на расстоянии 1/4 толщины листа наблюдали слоисто-вязкое разрушение, в случае же нанесения надреза на середине толщины X-образца, где основной компонентой текстуры .является {XI} , наблкщали слоисто-гпупкое разрушение при той же температуре. " .. .

. В работе введены текстурные параметры, определяющие оСгьемную долю "хрупких" и "вязких" компонент.текстуры:

Мр001+?И2)/ /.;

ГИРП0 + Ртт1} / X РдИ

V -1*2'

НаиСолъ^ие отклонения их значений от величины для бестекстурного образу наблюдаются для сталей №1 и 5, которые обнаруживают наи большую пространственную анизотропию механических свойств и склонность к слоиего-хрупксму' разрушении. Наименьшей склонностью обла -дает сталь !Р4.

Еведенные текстур гке параметры, а также параметры субструктур«, пропорциональные работе хрупкого разрушения сколом по {001) ,и вязкого разрушения скольжением, позволяют оценить склонность стально-.теста к слоисто-хрупкому рззрупенкэ.

. Б четверуоП главе сбеуждаются результаты исследования неодно -

родности текстуры по сечению листов, изложенные во второй и третьей главах, и рассматриваются общие закономерности этой неоднородности.

В поверхностных слоях исследуемкх материалов формируются не -обычные текстурные компоненты: JOOIJ<IIO> , (III}« KIW> , (1I2{ Ш0> для ГЦК- и (OlíJ< 100> или (Ollj^III) для ОЦК-матесиала, которое характера для пластической деформации кроением, Вместе с тем оказывается, что эти специфические текстуры связаны с ориентировками обкчных техстур холодно.: прокатки поворотами вокруг ПН на определенные углы. Так, например, ориентировки {001)<П0> , (III^ <II0V и [I12j<110> ЩК-ыеталлов, обнаруженные нами в холоднокатаном алхминии и горячекатаном аустените ПНП-стали, связаны поворо -том вокруг ПН на 25 , 27 и 30° с обычными ориентировками текстур' холодной прокатки {I12l<lll> , (135{<211> и [0II]*2II> соответсвен-но. Необычные компоненты типа (011j'100> , обнаруженные нами в низколегированной стали, связа1ш с текстурой холодной прокатки ■ ■• ОЦК-металлов {00lj<110> поворотом вокруг ПН на угол SO0. ^

Проанализированы условия возникновения сдвиговых текстур и их проникновения вглубь металла. Прокатка проводилась на сухих валках, следовательно коэффициент трения между соответствующим металлом'И. валками не менялся. Но в зависимости от степени обжатия'за один, пропуск изменялись условия течения металла при прокатке. Эти уст.о-вия могут быть охарактеризованы фактором гзометрии очага деформации: величиной отнеления длины дуги Z захвата валками металла к толщине Я последнего внутри прокатного зазора. В случае прокатки алюминия до 6055 обпг.тия í/fi менялось в пределах от 0,8 до 1,1. Поэтому, толщина слоя "чк.той" текстуры сдвига незначительнаи интенсивность ориентировки'в.приповерхностном слое мала, С увеличением обжатия до 9Ь% t¡h возрастает до 5,4 и глубина проникнойг -ния "чистой" текстуры сдвига становится больше. 5га. проявляется в

увеличении более, чем'в 2 гага, по сравнению с листами после де -формации до обжатия бСК, интенсивности компоненты (001\<110>на соответствующей 1В.

При горячей прокатке е^стэнита Г:НП-стали с обжатием 30 и ¿094 отношение ¿/^..составляло соответственно 2,С и 4,4. В этом случае текстуры сдвига типа (1П}Ш1ЛЛ> наблюдаются только на поверхности листов. Увеличение обжатия до 71%, что соответствует £/А~5,3 в последнем попуске, приводит к тому, что поверхностная текстура проникает нгл.уоь листа. На глубине 1/4 толщины ее интенсивность £ 2 раза меньше, чем под слоем окалины, а следы такой текстуры обне рукиватУгся на расстоянии от поверхности, составляющем до 4Сй об -щей толсты листа. Усиление сдвиговой компоненты типа £ III |<ишо должно приводить к повышению изотропности листа,'что .наблюдается отношении модуля упругости, как уже упоминалось вше. Увеличение значения фактора 1/Ь. при прокатке до 10 и зыи'е приводит к тому, что сдвиговые компоненты "екстуры типа [ИЦмииЬ могут проникать до центральных слоев листа, что может быть рекомендовано для разработки соответствующей технологической схемы получения квазииэо-тропного листа.

Максимальная тетенсивность ориентировок текстуры сдвига типа {011]<100> и (0П|^П1> , обнаруженных после контролируемой прокатки низколегированной стали /ОЦК-решетка/, наблюдается в приповерхностном слое под окалкной на расстоянии 1/16 к от поверхности листов. Образование на поверхности з слое окалины различных текстур можег быть объяснено влиянием атмосферы. Для объяснения образования поверхностных текстур в низколегированных сталях ко ■ жет Оыть предложена следующая модель. При прокатке ОЦК-металлов наиболее вероятным механизмом де'орььлдии является скольжение по с:г:темам типа (П0$Ш1> . Направления <Н0> при этом устала-:лиь

а: вдоль направление легкого течон!Ш. По мере изменения глубины исследуемых ),:.>-и образцах происходит поворот направления <110> цего дль тексту компонент (С01]<110> и ! <100> , вокруг , параллелью го <П0> , на угол 90°/рус.2/. Направления легкого чения <П0> как оы "обтекают" оч; г стесненно Я деформации при про-гке. В центральном слое направления. <Нр> совпадают з 1Ш, затем степенно перемещаются' к НН к плоскости прокатки по меро приближе-я к поверхности образца, образуя текстуру сдвига (011}<100> . Характер текстур исследуемых материалов, а также соответствую- • Я анализ литературных данных позволяет считать, что ^ор.мроьалие кстуры исследуемых материалов подчиняется общим законам формирова-и текстур горячей л холодной прокатов для РДК- и ОЦК-^егаллов.

Основные выводы.

•I. '1ри наличии существенной неоднородности дэстгточная кнформа-1 о текстуре мо:»ет быть получена по результатам анализа неполных шосных :,'игур в различных сечениях листов. Описание текстуры в тал подходе может Окть проведено в приближении идеальных ориентиро-к с приданием им статистического веса, определенного с немощью рье-анали'-а упруго!! анизотропиг листов,

2. Одной из основных причин склонности низколегированных сталей, пученных по метод;/ контролируемой прокатки, к слоисто-хрупкому зрушению является усиление компоненты (001|<ПЭ1> в текстуре про-гки. Параметры, определеннее как объемная доля "хрупких" и "вяз-х" компонент текстуры по всей толщине листов, позволяют ^пенить лонность сталей к слоисто-хрупкому разрушению. При -,том неоднеро-эсть структуры и субст^уктуры по сечению проката может как усилить, так и ослаблять влияние текстуры.

о. В приповерхностных елзях листов низколегированных сп'.лей, печенных по методу контролируемой прокатки, б осног-нои форкда/етс.<т

текстура сдвига, когда параллельно плоскости прокатки располагал— ■ ся плоскосги типа {ПС] , интенсивность которых при переходе к центральна слоям листов уменьшается, а ориентировок текстуры холодная прокатки типа (001 ( , параллельных плоскости прокатки, увеличивается. Такач неоднородность текстуры усиливается при понгаеник температуры .конца прокатки. Ускоренное о:ландение после прокатки сталей в верхней (У +<Л) -области приводит к практически бестехстур-ноку состояний листов, а уменьшение скорости охлаждения ь отом случае способствует усилению "хрупкой" текстурной составлявшей [0011 з плоскости прокатки. Наибольшей склонностью к с ло к ст о - ;< рул к о му разрушению обладает листы стали 09Г2С после прокатки в сС-области /690°С/, а также в результате замедленного охлаждения после пгокагкк в зерхней ( ^ +«0 -области

4. Холодная прокатка алзоминкя, а также горячая прокатка аустенп-та ШП-стали приводит к развитой текстурной неоднородности. Эта неоднородность заключается в том, что в поверхностных слоях металла возникают текстуры сдиига типа {001|<110> , {111}<П0> , {1П\<2П>.

•В случае проникновения вглубь металла юс интенсивность постепе:шо уменьшается, а ориентировок холодной прокатки - увеличивается.

5. При прокатке на сухих валках с постеяшшы коз'р4пцисктом трения листов алюминия и аустенита ПгЛ-етали Формирование текстуры сдвига и проникновение ее вглубь металла определяется фактором геометрии очага десор.'ации

С/к . Текстуры.сдвига возникают в тонком поверхностном слое толн;иной до 0,2 км, если 0,5^/^5. При ¿/^ Ь одвигоьке текстуры проникают на глубину до об^ей тол^аа; листа. Для уменьшения .-^изотропии свойств листов аустенита ППП-стали за счет распространения текстурны?; сдвиговых компонент типа (II13 i;а_ егю толаину листа может Сыть рекомшдована горячая прокатка с

филером С/к> 1С.

иное содержание диссертации опубликовано в следующих рабо-

Соколенко А.И., Моисеев Л.М., Шкатуляк Н.М. Влияние деформа-

L КРП, ЭЭЭ и рентгеновские эмиссионные спектры алюминия// Тез,

1У Всесоюзной конф.по текстура!.? и рекристаллизации в метал -

сплавах, 20-22 алр. 1983г. - Горький, 1983.- С.95-96.

Неоднородность текстуры прокатки алкшшия и ее влияние на

ролию упругих свойств листов./а.а.Брюханов, а.И.Соколенко,

атуляк, В.В.Усов// Изв. вузов. Физика. - 1988. - C.I50.

Влияние текстуры алюминия на тонкую структуру его рентгенов-

пектров / А.И.Соколенко, В.И.Соколенко, Н.М.Шкатуляк, В.В.

г

/ Тез. докл. ХУ Всесоюзн. совет, по рентгеновской и элект -спектроскопии 10-13 окт. 1988г., г. Ленинград Ленин -1988. - с.235-236.

Рсов В.В., Шкатуляк Н.М., Тарасов А.Ф. Влияние технологичес-повий контролируемой прокатки на особенности формирования Гри низколегированной стали // Повышение качества металло -1 путем термической и термомеханической обработки: Тез. докл. зн. научно-техн. конф., II - 13 окт. 1988г. - г.Днепропет -1988. - с. 6-7,

¡катуляк Н.М., Брюханов A.A., Усов В.В. Влияние горячей про-ia формирование структуры листов стали 30Х9Н8Г2 // Новые жа-[ые и жаростойкие материалы: Тез. док т. Всесоюз. с.аотоэ., [ая 1989г. - Москва, 1989. - с.36.

[катуляк Н.К., Усов З.В., Сологуб Н.И. Закономерности пласти-деформации и упрочнение поверхности низколегированной стали j<a прочности и пластичности металлов и сплавов: Тез. докл. союэн. конф., 27-29 июня 1939г. - Куйбкзев, 1969, - е.373-

7, Брюханов A.A., Усов В.В., Шкатуляк Н.М. Влияние контролируемой прокатки на неоднородность кристаллографической текстуры по сечению толстолистового проката низколегированной стали // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1989. - PI2. - С. 73-76.

8, Клименко O.A., Шкагуляк Н.М., Усов В.В. Влияние напряженно-деформированного состояния на структуру и ударную вязкость толсто листовой стали 09Г2С контролируемой прокатки // Проблемы $изик.. металлов. - Препринт ШЬ АН УССР, 12.1989. - с.37.

9. Влияние кристаллографической текстуры на склонность к слоис то-хрупкому разрушению низколегированных мало перлитных сталей/ ■ В.В.Усов, Н.М.Шкатуляк, В.С.Гиренко и др. // Изв. АН СССР. Металлы. - 1990. - И. - С.12С-125.

10. Усов В.В., Шкатулян Н.М. Текстурообразование в толстолисто вом прокате низколегированной стали 09Г2С // Ред. жури Изв. вуза Физика. - Томск, 1990. - 58 с. - Деп. в ВИНИТИ 14.02.90, IRB99-В90 Деп.