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《织构钛合金轧板定量相分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第24卷第3期稀有金属2000年5月Vol.24№.3CHINESEJOURNALOFRAREMETALSMay2000X织构钛合金轧板定量相分析商顺利沈剑韵胡广勇王超群王希哲(北京有色金属研究总院,北京100088)摘要:利用谐分析法所计算的全极图,结合X射线衍射所测不全极图数据,用极图法计算了轧制钛合金板材的相比例。极图法能校正织构对钛合金定量相分析的干扰。关键词:织构钛合金极图定量相分析文献标识码:A文章编号:0258-7076(2000)03-0188-03X射线衍射技术被广泛用于材料的定量相分式中,FHKL为(HKL)晶面的结构因子,PHKL为析。但材料存在织构时,晶体择优
2、取向会使X射线(HKL)晶面的多重性因子。θ为(HKL)晶面衍射衍射强度发生很大变化,对定量相分析产生严重干时的布拉格角。扰。为此需对织构的影响进行校正,其中用全极图钛合金中α和β两相衍射强度比可表示为:[1][2]ααα法、不全极图法以及三维取向分布函数法IRVβ=ββ(3)(ODF)[3]都可以消除这一干扰,其基本思想是取所IRV有取向处衍射强度的平均值来校正织构的干扰。本用(3)式进行定量相分析时,对于无规试样,研究首先通过Schulz反射法测出轧制钛合金板材不I值取2θ扫描时的强度值即可。对于有织构的试全极图,然后通过Bunge的谐分析方法[4]计算出试样,可以先得到某一晶面
3、在试样所有取向(χ,η)样的全极图,再结合不全极图实验数据计算出轧制处的衍射强度I,即得到该晶面的全极图(用强度钛合金板材的相比例。通过比较两组晶面(110)β/值表示),然后把衍射强度I以面积为权重取平均值,所得到的平均强度Iav应等于从无规试样所测(0001)α和(200)β/(1012)α的极图分析结果,证实了得的强度,把此强度值代入(3)式即可求出α和β测量结果已消除织构的影响。两相的相比例。因为由全极图所得到的平均强度是所有取向处衍射强度的平均值,因此能够校正因织1原理[1]构存在对定量相分析的干扰。其中Iav可表示为:试样中某一相A的(HKL)晶面的X射线衍射1π/22π
4、强度可表示为:Iav=2π∫Isinχdηdχ(4)0∫0AAAIHKL=KRHKLV(1)式中,χ为极角,η为辐角。式中,K是与布拉格(Bragg)角和相种类无关的常然而用常规方法测量试样的全极图,对试样要A(HKL)晶面结构有关的数,RHKL是与布拉格角和求很高,制样工作量很大。而采用反射法测出某一A相不同晶面的不全极图后,用谐分析法来计算该相参数,V是相A的体积分数。由于钛合金中α和β两相单胞体积近似相等,欲求晶面的全极图,可以大幅度减少制样的困难。忽略温度因数和吸收因数的影响时,RA由于在计算全极的过程中对衍射强度进行了归一化HKL可表示为:处理,即全极图的极密度数据用(4)
5、式所计算的结1+cos22θ果为1,所以计算的全极图数据仅表示衍射强度的A2RHKL=FHKLPHKL2(2)sinθcosθ相对值。设由反射法测得不全极图的强度按(4)式X国家自然科学基金资助项目;收稿日期:1999-08-30;商顺利,男,1972年生,博士研究生;联系地址:北京新街口外大街2号。3期商顺利等织构钛合金轧板定量相分析189对极角从零到χ′的积分值为Ie;由谐分析法计算的全极图极密度数据按(4)式对极角从零到χ′的积分值为Iχ′,极角从零到π/2的积分值为Iπ/2。当该晶面计算极图极密度和实测极图的极密度(或强度值)分布规律一样时,则该晶面全极图的平均衍射强度Iav
6、可表示为:Iπ/2Iav=Ie·(5)Iχ′分别测出钛合金中α和β两相的几张不全极图后,就可以用(3)～(5)式来计算相比例。用不全极图也可以进一步计算出试样的ODF,分析试样的织构,计算出试样任意方向的弹塑性性能。如果只是为了计算相比例,仅需将谐分析法和快速旋转试样[1～3]法相结合就可解决,还可以大幅度减少测试工作量。图1β相(110)和α相(0001)晶面实测(经归一化处理)和计算极图2织构钛合金定量相分析(a)β(110)实测极图;(b)β(110)计算极图;分析试样为冷轧加工后Ti2Al2Mo2V2Fe2B合金(c)α(0001)实测极图;(d)α(0001)计算极图薄板,
7、厚度为018mm,冷轧加工率约20%。该合金主要由α相、β相和TiB相组成。由于硼元素在α用极图法进行定量相分析时,所取两相的衍射相和β相中的溶解度都很小(<0.2%(原子分[1]晶面最好相互平行,即满足Burger关系。对于钛[5]数)),钛合金中硼元素主要以TiB相形式存在,合金,β相和α相之间相互转变的Burger关系为:由硼元素的加入量可知该合金中TiB相的体积分数(110)β∥(0001)α。用X射线对钛合金进行定量相分约为4%,其余为α相和β相
