TEXTÚRNA ANALÝZA POLYKRYŠTALICKÝCH MATERIÉLOV – APLIKÁCIE

M. Černík ¹, J. Marek ²

¹ U.S.Steel Košice, s.r.o., 044 54 Košice, Slovenská Republika, mcernik@usske.sk

² ĆVUT – FJFI – KIPL Trajanova 13 Praha 2, marek@troja.fjfi.cvut.cz

Najväčší rozsah meraní a hodnotení textúr sa určite vykonal na polykryštalických kovových materiáloch a to najmä na oceliach, medi, hliníku a pod. Aj v súčasnosti sa venuje značná pozornosť týmto materiálom. Objem vyrábaných materiálov neustále rastie, zvyšujú sa požiadavky na kvalitu, zavádzajú sa nové technologické postupy, inovujú sa výrobky a pod. Je preto potrebné neustále študovať a poznať štruktúru a textúru vyrábaných a novo vyvýjaných materiálov.

Textúra je často a právom spájaná s anizotropiou fyzikálnych vlastností materiálov. V prípade valcovaných výrobkov je to cípovitosť, ušatenie pri lisovaní, ale tiež magnetické vlastnosti elektrotechnických ocelí a pod. Textúra úzko súvisí so štruktúrou. Metalografický rozbor pod optickým mikroskopom neodhalí tak citlivo zmeny orientácie kryštálov ako textúra. Materiál s tým istým chemickým zložením a veľmi podobnou štruktúrou sa môže zásadne odlišovať v textúre.

Textúra sa pri všetkých technologických činnostiach postupne pretvára. V oceliach sa textúra začína tvoriť už po valcovaní za tepla. Po hrúbke pásu je značne nehomogénna, pričom povrchová a podpovrchová vrstva obsahuje tzv. Gossovu zložku (011)<100>, zatiaľ čo v strede ostáva zachovaná valcovacia textúra typu (001)<110>. Valcovaním za studena sa zvýraznia deformačné textúrne zložky v smere (hkl)<110>. Textúra sa stáva vláknitá s a a g vláknom. Textúra je silne závislá od stupňa deformácie a chemického zloženia materiálu. Žíhaním valcovaných oceľových plechov v priebežných alebo poklopových peciach dochádza k rekryštalizácií, a teda k zmene textúry. Rekryštalizačná textúra opäť silne závisí jednak od predchádzajúceho spracovania, ale tiež od samotného procesu rekryštalizácie. Je preto pochopiteľné, že rekryštalizačné textúry jednotlivých ocelí ako napr: elektrotechnické, konštrukčné, obalové a pod sa výrazne od seba odlišujú. Majú však spoločné črty a to je ich vláknitá textúra s neúplným a a značne sa odlišujúcim g vláknom.

Materiál sa môže opäť ďalej spracovať napr.: valcovať (obalový plech), lisovať (vane) a pod. Výsledná textúra je značne závislá nielen od danej technologickej operácie, ale aj od všetkých predchádzajúcich. Súhrnne túto skutočnosť možno označiť ako “dedičnosť” textúry.

Jednou z významných aplikácií textúr je odhad anizotrópie fyzikálnych vlastností polykryštalických materiálov. V praktickej metalurgii sa najčastejšie stretávame s hodnotením elastických a plastických vlastností polykryštalických kovových materiálov. Pri posudzovaní vhodnosti plechov k tvárneniu, najmä k hlbokému ťahaniu a ohýbaniu je dôležité poznať nielen absolútne hodnoty mechanických vlastností, ale tiež ich rozdielnosť vzhľadom k smeru valcovania. U plechov vhodných k tvárneniu, najmä k hlbokému ťahaniu sa zisťujú: plošná anizotropia ( Dr ) a normálna anizotropia ( r ). Ideálnu tvárniteľnosť možno vyjadriť dvoma podmienkami: r_max → ∞ a Dr → 0. Prvá podmienka garantuje maximálnu výšku výlisku, druhá minimum ušatenia. Pre technické materiály nie je možné dosiahnuť ideálnu podmienku. V praxi sa snažíme dosiahnuť maximálny možný limit pre daný materiál.