ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Изучение влияния пластической деформации и рекристаллизации на структуру и твердость металлов и сплавов из "Лабораторный практикум по металлографии и физическим свойствам металлов и сплавов " Для работы необходимы микроскоп, вакуумная печь, образцы кремния, германия, сплава железо—никель и фотография монокристалла трансформаторного железа с ямками травления (при Х2000). [c.55] Металлографический метод обнаружения дислокаций является прямым методом наблюдения дефектов. Дислокации на поверхности щлифа выявляются при термическом, химическом и электролитическом травлении- Термический метод выявления дислокаций основан на том, что при высокой температуре в месте выхода линии дислокации на поверхность шлифа идет процесс направленного диффузионного перемещения атомов. Этот процесс перемещения протекает так, что устанавливается механическое равновесие сил поверхностного натяжения и линейного натяжения дислокаций. Это приводит к образованию ямки в месте выхода дислокации. Атмосфера, в которой происходит нагрев, влияет на глубину и форму ямки, поскольку меняется величина поверхностного натяжения. [c.55] Ямки на сплавах железа, меди, серебра и других металлах в атмосфере кислорода получаются глубже, чем при нагреве в вакууме. [c.55] Вид ямок травления на дислокациях в сплаве железа с никелем после термического травления показан на рис. 25. [c.56] В реальных кристаллах образование элементарной ямки происходит на дислокации, поскольку вблизи дислокации понижается энергия удаления атома с поверхности твердого тела-Понижение энергии обусловлено искажениями решетки в зоне дислокации и присутствием примесей (не любых), снижающих поверхностную энергию вблизи выхода дислокации. При травлении все время идет образование зародышей растворения. Они растут, расширяясь вдоль поверхности и углубляясь. Так они достигают видимых под микроскопо.м размеров. Схема образования ямки на поверхности шлифа у дислокации показана на рис. 26, а распределение дислокаций на поверхности монокристалла кремния на рис. 27. [c.56] Если во время травления дислокация уходит со своего места (под влиянием взаимодействия дислокаций), то ямка вглубь не растет, так как 1 3 = 0, а только расширяется, и дно ямки травления при последующем растворении делается плоским и широким (рис. 26, справа). [c.57] Для выявления ямок травления на дислокациях берут травитель всегда довольно слабый с тем, чтобы растворение на без-дислокационных участках было затруднено. При растворении в условиях, близких к равновесным, ямки получаются не бесформенными, а приобретают огранку, соответствующую структуре кристалла. Ямка будет огранена кристаллическими плоскостями с плотной упаковкой атомов соответственно закону Вульфа— Кюри—Гиббса. [c.57] В связи с этим появляется возможность приближенно оценить ориентировку исследуемой плоскости шлифа по форме фигур травления. На рис. 28 показан стереографический треугольник и форма фигур травления на разных плоскостях в кубической решетке (точность определения 3—5 град). [c.57] Для лабораторного исследования взяты образцы германия и кремния, очищенные от примесей зонной плавкой, образцы кремнистого железа промышленной плавки в электропечах, образцы железоникелевого сплава лабораторной плавки. [c.59] Тепловым травлением необходимо выявить дислокации на железоникелевом сплаве. Для этого необходимо приготовить шлиф механической шлифовкой и электролитической полировкой (см. работу 3) промытый в спирте и хорошо высушенный шлиф поместить в печь, нагретую до 1100°С (вакуум 10 лш рт. ст.), на 30 мин после охлаждения рассмотреть шлиф при увеличении 600. [c.59] Дислокации в кремнии выявляют на шлифах, отполированных хи.мическим путем (см. работу 3). Травитель свежеприготовленная смесь из 1 ч. плавиковой кислоты и 1 ч. водного раствора хромового ангидрида (раствор 100 г хромового ангидрида в 200 см воды). Для травления следует взять шлиф фторопластовыми щипцами, погрузить его в приготовленный холодный раствор полированной стороной вверх на 10—15 мин., и затем моментально промыть водой. Качество травления проверяют под микроскопом при увеличении 100—200. [c.59] Плотность дислокаций определяют на двух образцах кремнии (или германии) и кремнистом железе. [c.59] Результаты определений записать по форме в виде таблицы (табл. 24). [c.60] В отчете описать основы металлографических методов выявления дислокаций, зарисовать тонкую структуру изучаемых образцов и дать ее характеристику—качественную и количественную. [c.61] Лившиц. Металлография. Металлургиздат, 1963, с. 29—35. [c.61] Холодную пластическую деформацию проводят обычно при комнатной или низкой температуре. Она характеризуется тем,, что металл в процессе деформации упрочняется, становится твердым и хрупким. Упрочнение металла под действием холодной пластической деформации называется наклепом. [c.62] Одновременно изменяется и структура. На рис. 30 показана микроструктура слабо деформированного железа. Внутри зерен видны линии сдвига в виде параллельных штрихов- Они появляются не на всех зернах одновременно. В первую очередь линии сдвига возникают в зернах, плоскости легчайшего сдвига которых расположены наиболее благоприятно по отношению к действующей силе, т. е- под углом 45 град. При этом возникают максимальные касательные напряжения, вызывающие пластическую деформацию. [c.62] С увеличением степени деформации зерна начинают вытягиваться (рис. 31). Появляются сдвиги в нескольких направлениях. [c.62] На рис. 32 показаны двойниковые образования в микроструктуре латуни (однофазного сплава меди с цинком). Они образуются в результате деформации двойникованием и обнаруживаются на микроструктуре в виде параллельных полос (двойников) в пределах одного зерна. Кристаллическая ориентировка внутри этой полосы несколько повернута относительно ориент и р о в к и остальной части зерна и является зеркальным отражением исходной кристаллической решетки, чем и объясняется различная их травимость. [c.63] Вернуться к основной статье