顯微組織與織構

織構(texture)

在多晶體中,每個晶粒都是一顆指向某方向的小晶體。如果晶粒毫無規律地指向四面八方,材料就沒有織構——就像一桶隨手倒進去的骰子。但如果製程把許多晶粒推向共享某個偏好取向——大多數晶粒大致指向同一方向,就像骰子多半是六點朝上——材料就有織構,也稱優選取向。織構回答的是:晶粒的晶體方向是隨機的,還是排成一致?

織構源自方向性製程。輥軋金屬薄板會剪切並旋轉晶粒,直到某些晶面與晶向對齊到輥軋方向與板面法線方向(輥軋織構);抽線會把某個晶向對齊到線軸(纖維織構);對著模具凝固則使晶粒對齊到熱流方向。織構的量化描述用極圖、反極圖,最完整的則是取向分布函數,它給出取向空間中晶粒取向的密度——以隨機(無織構)密度的倍數量度,所以處處為 1 就代表沒有織構。

織構之所以重要,是因為它使多晶體呈異向性。單晶是異向的——沿某些方向比其他方向更硬、更強;隨機取向的多晶體會把這種差異平均掉、趨近各向同性;但有織構的多晶體保留了一部分單晶的方向性,所以它的強度、剛性、磁性反應與成形性都隨方向而變。這常被加以利用:變壓器鋼中的立方邊(戈斯,Goss)織構把易磁化方向對齊到工作方向,以降低能量損耗。誠實的提醒:織構關乎取向,不是形狀——晶粒可以完全等軸卻仍有很強的織構,而造成異向性的正是共享的取向,而非形狀。

有強輥軋織構的軋製鋁板,深引成杯時會出現製耳——杯緣在與輥軋方向成特定角度處隆起成耳,因為有織構的板材沿圓周降伏不均;而接近隨機的板材則引出平整的杯緣。

共享的晶粒取向(織構)在平均之後仍然留存,使板材在不同方向反應不同——這裡表現為引伸製耳。

織構是取向,不是形狀。等軸晶也能有很強的織構;使多晶體呈異向性的是共享的晶體取向,而非晶粒形狀。隨機織構(各向同性)是特例,而非製程後的常態。

又称
preferred orientationcrystallographic texture優選取向