Speaker
Description
Анизотропия физико-механических свойств поликристаллических ма-териалов определяется кристаллографической текстурой, образующейся в процессе термомеханической обработки изделий. Регламентирован-ность процессов скольжения при пластической деформации позволяет проводить компьютерное моделирование текстурообразования в процес-се холодной деформации с варьированием технологических параметров для достижения требуемой анизотропии свойств.
Однако, производственный процесс получения изделий из металличе-ских материалов в большинстве случаев включает этап высокотемпера-турной деформации (ковки, горячей прокатки и осадки), сопровождаю-щийся прохождением динамической рекристаллизации. Существующие модели, учитывающие этот процесс, направлены, как правило, на пред-сказание эффективных характеристик материала – степени рекристалли-зации, размеров зерен, – и не позволяют предсказывать формируемую анизотропию его свойств.
Существующие модели текстурообразования при холодной пластиче-ской деформации (трубная и плоская прокатки) лучше всего подходят для предсказания текстуры металлов с объемно-центрированной (ОЦК) и гранецентрированной (ГЦК) кубическими решетками, однако в материа-лах с гексагональной плотноупакованной (ГПУ) структурой неверно опи-сывают текстурообразование из-за некорректного учета действия меха-низмов двойникования.
Отдельную методическую проблему представляет достижение высо-ких степеней деформации при моделировании методом конечных элемен-тов текстурообразования в многофазных сплавах. Наличие в их составе фаз с различающимися механическими свойствами приводит к локализа-ции напряжений и деформаций на границе раздела фаз, накоплению ошибки соответствия узлов сетки конечных элементов и остановке расче-та.
Целью настоящей работы явилось создание комплексной модели про-гнозирования текстурообразования двухфазных сплавов в процессе тер-момеханической обработки и выявление с ее помощью закономерностей формирования кристаллографической текстуры сплавов с ОЦК-, ГЦК- и ГПУ-структурами.
Разработан подход к моделированию кристаллографической тексту-ры при холодной пластической деформации однофазных материалов на основе теории Тейлора, с применением которого удалось установить за-кономерности текстурообразования в молибденовом сплаве ЦМ-2А при различных схемах прокатки [1]. Дополнена модель текстурообразования в однофазных материалах при горячей деформации путем учета процес-сов динамической рекристаллизации и на её основе выявлены закономер-ности формирования текстуры горячей прокатки листов из молибденово-го сплава ЦМ-2А [2]
Рисунок 1 – Структура горячекатаного листа молибдена, смоделиро-ванная для перекрестной, представленная ориентационными картами (нормальное направление)
С использованием конечно-элементного моделирования и адаптации алгоритма пересоздания сетки КЭ разработана методика изучения тек-стурообразования в двухфазных материалах и установлено влияние фа-зового состава, а также межфазного взаимодействия на формирование текстуры в сплавах системы медь–ниобий [3].
Рисунок 1 – Схема работы алгоритма по пересозданию сетки КЭ двухфазного материала с числом зерен N = 50 при плоской прокатке до степени деформации ε = 50 %
Разработана модель и алгоритм учета двойникования в металлах с ГПУ-структурой при пластической деформации и на её основе выявлены закономерности текстурообразования в двухфазных α+β титановых спла-вах и влияния на них содержания β-фазы [4].
Рисунок 3 – Эволюция текстуры α-Ti на ПППФ (0001): A – в экспери-менте; B – в модели с учетом только систем скольжения, C – с учетом скольжения и двойникования; а также текстуры β-Ti на ПППФ {110}: D – в эксперименте, E – в модели с учетом скольжения и двойникования в α-Ti при степенях деформации: a – 0%, b – 21%, c – 31%, d – 50%
Исследования выполнены в рамках программы стратегического ака-демического лидерства «Приоритет-2030», проект СП-1.
Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ (соглашение от 31.07.2024 No24-79-10289 https://rscf.ru/project/24-79-10289/)
1. Tyutin V.P., Krymskaya O.A., Isaenkova M.G. / Pisma v Zhurnal Tekhnicheskoi Fiziki, 52:9 (2026), – pp. 11–15 doi: 10.61011/PJTF.2026.09.62701.20603
2. 4. Исаенкова М.Г., Крымская О.А., Тютин В.П., Болдырева О.Р., Фе-сенко В.А. / Materials. Technologies. Design, т.7 №4 (23), (2025), – С. 111–123. https://doi.org/10.54708/26587572_2025_7423111
3. 3. Tyutin V.P., Isaenkova M.G., Sukhorukov D.S. / Russ. Metall. 2026, – С. 155–163. https://doi.org/10.1134/S0036029526700230
4. Tyutin V.P., Isaenkova M.G., Sadovskiy O.A., Krymskaya O.A. / Non-Ferrous Metals, 2026, No. 1. рр. 47–53 doi: 10.17580/nfm.2026.01.07
