Wpływ orientacji monokryształów o różnej energii błędu ułożenia na kształtowanie się tekstury odkształcenia podczas ciągnienia

Numer: 2016/21/B/ST8/01183
Program/Konkurs: OPUS11
Jednostka finansująca: NCN
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Jarosław Mizera
Funkcja: lider
Czas realizacji: 2017-2020
 

Cel prowadzonych badań

Celem projektu jest charakterystyka podstawowych mechanizmów tworzenia i kształtowania się tekstury odkształcenia materiałów o strukturze regularnie ściennie centrowanej (A1) poddanych procesowi ciągnienia. Silnie nieliniowa zależność powstawania bądź zanikania składowych tekstury osiowej/włóknistej typu <001> oraz <111> w zależności od energii błędu ułożenia nie znalazła do tej pory wyjaśnienia w literaturze. W projekcie, poprzez badania zmian orientacji monokryształów o różnej orientacji i EBU utworzony zostanie jakościowy i ilościowy model aktywnych mechanizmów odkształcenia uczestniczących w formowaniu tekstury. Powyższy opis pozwoli podjąć dyskusję na temat ewolucji/zmian poszczególnych składowych tekstury podczas procesu ciągnienia jak również będzie stanowił znaczący wkład w modelowanie tekstury materiału poddanych złożonym stanom odkształcenia.

Zastosowana metoda badawcza/metodyka

W części eksperymentalnej projektu badania będą skoncentrowane na wykorzystaniu technik umożliwiających ocenę zmian i ewolucji mikrostruktury oraz tekstury różnych monokryształów o sieci A1 po procesie ciągnienia. W tym celu zostaną wykorzystane następujące techniki badawcze:

  1. Mikroskopia świetlna (LM), mikroskopia transmisyjna (TEM) lub skaningowa mikroskopia transmisyjna (STEM) – Wykonanie obserwacji w mikroskopie świetlnym (LM) w celu makroskopowej analizy niejednorodności deformacji w odkształconym metalu. Wykorzystanie technik badawczych TEM i STEM w celu oceny zmian na poziomie mikrostrukturalnych. W przypadku materiałów o niskiej i średniej EBU opis formowania się pasm odkształcenia, bliźniaków oraz lokalnych zmiany gęstości dyslokacji. Podjęcie próby oszacowania, na bazie kryterium formowania bliźniaków czyli naprężenia krytycznego, kiedy system bliźniaczy uzyska możliwość aktywacji i odniesienie uzyskanych danych do zmian tekstury w danym zakresie odkształceń.
  2. Pomiary twardości. Wykonanie pomiarów mikrotwardości na dwóch przekrojach analizowanych próbek w celu wykazania zamian i różnic we właściwościach mechanicznych.
  3. Metoda EBSD lub t-EBSD. Określenie wpływu zadanego odkształcenia na powstawanie granic niskiego i wysokiego kąta. Porównanie wpływu orientacji oraz wpływu EBU na kształtowanie się mikrostruktury i tekstury lokalnej podziaren po odkształceniu. Zestawienie otrzymanych danych z danymi jakościowymi i ilościowymi w wyniku pomiarów tekstury metodą rentgenowską
  4. Rentgenowska analiza tekstury (XRD) materiałów po procesie ciągnienia. Analiza jakościowa i ilościowa składowych tekstury powstałych w wyniku odkształcenia. Wyznaczenie zależności między EBU i teksturą/orientacją początkową materiałów RSC a składowymi tekstury powstałej w wyniku procesu ciągnienia.
     

Wpływ spodziewanych rezultatów na rozwój nauki, cywilizacji, społeczeństwa

Podczas przeglądu literaturowego dotyczącego kształtowania się tekstury oraz mikrostruktury w wyniku odkształcenia metali o sieci krystalicznej A1 w procesie ciągnienia zauważono, że temat ten nie został doprecyzowany. Wiadomym jest, że wyniku zadanego odkształcenia w tych materiałach powstanie tektura podwójnego włókna <111> oraz <001> o różnym udziale objętościowym. Nie znaleziono informacji jaki wpływ ma tekstura/orientacja początkowa na kształtowanie się tekstury po procesie ciągnienia. Brak jest również informacji o różnicach jakie mogą występować na poziomie mikrostruktury w tak samo odkształconych monokryształach. Niniejszy projekt jest próbą uzupełnienia tych badań.