变形织构 _生活百科

变形织构【变形织构】多晶材料因塑性变形后的晶粒取向偏离非随机分布的状态。金属在塑性变形过程中，因受到外界热与力的作用和受内部各晶粒间的相互作用及变形发展的限制，各晶粒要相对于外力轴发生转动，结果大多数晶粒聚集到某些取向上来，从而形成变形织构。拉伸过程中晶体的转动使滑移方向力图转向平行于拉伸轴向。压缩变形时，晶体的转动使滑移面力图转向垂直于压力轴向。除滑移变形外，机械孪生、扭折等变形机构都能使晶粒发生取向的变化。
基本介绍中文名：变形织构
外文名：deformation texture
外界条件：变形、冷凝、电解及热处理等
产生：变形后的晶粒取向偏离状态
种类：挤压织构、锻造织构等
套用：金属铸造
简介晶体在外界条件（变形、冷凝、电解及热处理等）作用下，沿某些晶体位向的择优取向称作织构。按形成方式，主要有：通过液态金属冷凝形成的称“铸造织构”；通过塑性变形形成的称“形变织构”；在塑性变形后经退火形成的称“退火织构” 。具有织构的金属材料呈现明显的各向异性。同一材料根据加工方式的不同可出现不同的形变织构，按照坯料或製品的外形，形变织构可分为丝织构和板织构。在拉伸（拉丝）、挤压和旋锻条件下形成的织构称为丝织构，这时晶体中晶粒有一个共同的晶向相互平行，并和棒材（线材）轴向一致。板织构又称轧制织构。在轧制条件下形成的织构称为板织构。板织构不仅晶粒的晶向平行轧制时最大主变形方向（SLN方向），而且某一结晶学平面平行于板材表面。具有冷变形织构的材料进行退火时，由于晶粒位向趋于一致，总有某些位向的晶块易于形核及长大，故形成具有织构的退火组织，称为退火织构又叫再结晶织构。具有退火织构组织的材料的金相组织观察为等轴的晶粒，但他们的取向又是一致的。分类类别按变形方式不同，变形织构可分为拉丝织构、挤压织构、锻造织构和轧制织构等；按织构类型可分为丝织构（线织构）、面织构和板织构等。多晶体金属在单向塑性变形（如拉拔，沿一个方向轧制）时，各晶粒在滑移的同时，其滑移系还发生朝外力方向的转动，当变形量很大时，经转动后的各个晶粒最终会趋于同一位向，于是产生了织构。这种由变形过程中产生的织构称为“变形织构” 。依加工方式的不同，变形织构可分为两类：（1）丝织构，在拉拔时形成，其特徵是各个晶粒的某一晶向与拉拔方向平行或接近于平行，如下图（a）所示。丝织构以与线轴平行的晶向<删>来表示，如冷拉铁丝为[110]织构，冷拉铜丝为[111]+[100]织构。（2）板织构，在轧制时形成，其特徵是各晶粒的某一晶向平行于轧制方向，某一晶面趋向于与轧制面平行，如下图（b）所示。板织构以与轧制面平行的晶面（hkl）和与轧制方向平行的晶向[uvw]来表示，记为（hkl）[uvw] 。例如面心立方金属的板织构有两种，一种是（110）[112] ，称为黄铜型织构，另一种是（112）[111] ，称为铜型织构。

文章插图
变形织构应当指出，织构不是对晶粒形状的描述，而是表示多晶体金属中各晶粒取向大致趋于一致的晶体结构特徵。完全理想的织构，其取向应当如同单晶。但实际多晶体金属的织构中，晶粒取向的集中程度往往不很高。形成变形织构金属中晶粒的位向一般是无规则排列的，所以巨观性能表现为各向同性。当金属发生塑性变形时，各晶粒的晶格位向会沿着变形方向发生转变。当变形量很大时（>70%），各晶粒的位向将与外力方向趋于一致，晶粒趋向于整齐排列，称这种现象为择优取向，所形成的有序化结构称为变形织构。变形织构的产生，在许多情况下是不利的。变形织构会使金属性能呈现明显的各向异性。各向异性在多数情况下对金属后续加工或使用有不利的影响。例如，用有织构的板材沖制筒形零件时，由于不同方向上的塑性差别很大，使变形不均匀，导致零件边缘不齐，即出现所谓“制耳”现象，如图所示。但变形织构在某些情况下是有利的，例如製造变压器铁芯的硅钢片，利用变形织构可使变压器铁芯的磁导率明显增加，磁滞损耗降低，从而提高变压器的效率。