Ориентация зерен

Применяемые в технике металлы и их сплавы имеют поликри-сталлическую структуру в виде беспорядочно расположенных кристаллических зерен. Поликристалл, размеры которого одного порядка с размерами кристаллических зерен, по своему существу неоднороден и анизотропен. При сравнении между собой образцов, размеры которых значительны по сравнению с размерами отдельного зерна, ввиду произвольности ориентации зерен и малости их размеров по сравнению с размерами образца (от долей микрона до десятков микронов), поликристалл ведет себя, как однородная и изотропная сплошная среда. [c.66]

Угол разориентировки между зернами составляет 20 и более. В некоторых случаях обработки металлов (например, после пластической деформации) углы между кристаллическими осями различных зерен оказываются близкими и соответствуют некоторому среднему значению в этом случае возникает преимущественная ориентация зерен или текстура. [c.37]

На механические свойства стали (прочность и пластичность) после ТМО влияет целый комплекс металлургических факторов размер зерна, содержание углерода, температура отпуска, количество остаточного аустенита, наличие предпочтительной ориентации зерен, способ выплавки стали и др. Не имея возможности подробно останавливаться на каждом факторе, укажем лишь основные эффекты, обусловливаемые некоторыми пз них. 1 [c.75]

Способы травления подразделяют на способы, пригодные для микроскопических или макроскопических исследований. При травлении выявляют все многообразие структурных составляющих, распределение элементов, а также ориентацию зерен. [c.26]

Вследствие этого штриховое травление применяют для определения ориентации зерен, так как штриховка зерна представляет вектор направления роста кристалла, в то время как при выявлении поверхности зерен каждое зерно в светлом поле приобретает определенную освещенность. На октаэдрической поверхности штрихи не имеют предпочтительной ориентаций, на додекаэдрической поверхности они лежат параллельно грани куба. [c.30]

Травитель 8 [1 мл НС1 99 мл этилового спирта]. Реактивы, используемые для травления аустенитных марганцовистых сталей, хорошо выявляют границы аустенитных зерен. Длительность травления составляет 1 ч и более аустенит иногда покрывается в зависимости от ориентации зерен радужной пленкой, которая после высушивания в воздушном потоке окрашивает поверхности аустенитных зерен. Вероятно, это цветное травление, которое не всегда проявляется, вызвано действием воздуха, растворенного в реактиве. [c.112]

Как и в феррите, в меди выявляют фигуры травления, по характерному виду которых можно сделать вывод об ориентации зерен. [c.190]

Способ травления, при котором осажденный поверхностный слой разрушается в направлении ориентации зерен, начали рекомендовать для меди и ее сплавов только в последнее время. [c.190]

Тем не менее определение ударной вязкости может служить быстрым и недорогим способом оценки относительного влияния термической обработки, рабочей температуры, ориентации зерен, масштабного фактора и рабочей среды. [c.268]

Ориентация структуры существенно влияет на механические свойства. При ориентации зерен в продольном направлении, т. е. при деформировании вдоль кристаллографических плоскостей (001), характеризующих направление роста зерен при их кристаллизации, увеличиваются пластичность, а также кратковременная и длительная прочность сплава. Модуль упругости в продольном направлении на 20—30% меньше модуля равноосной структуры и модуля упругости в поперечном направлении. [c.87]

Ориентация зерен в направлении действия максимальных напряжений исключает наличие поперечных границ зерен, поэтому развитие трещин по границам при продольной ориентации зерен затруднено по сравнению с поперечной или равноосной структурой. [c.88]

При отсутствии преобладающей ориентации зерен величину неравномерности напряжений в какой-то мере характеризует отношение максимальных и минимальных значений модуля упругости. По упрощенным теоретическим расчетам для металлов с кубической решеткой неравномерность напряжений составляет примерно 30%. В действительности степень неравномерности значительно выше. В поликристалле даже при макроскопически однородном поле напряжений пластическая деформация распределяется в микрообъемах неравномерно, степень неравномерности при этом достигает 400 —500%. [c.59]

В ряде случаев свойства и в поликристаллическом металле зависят от направления, несмотря на осреднение свойств зерен. Например, прокатанный элемент вдоль и поперек прокатки имеет различные модули упругости и прочности. Такая анизотропия иногда называется технологической, она связана с наличием преимущественной ориентации зерен в направлении обработки (текстура). Например, после горячей прокатки хромомолибденовой [c.232]

В главе VI уже говорилось о трактовке, данной В. В. Новожиловым з), интенсивности касательных напряжений, формула для которой с точностью до постоянного множителя совпадает с формулой для левой части (8.20). Эта трактовка состоит в том, что интенсивность касательного напряжения представляется как среднее значение касательных составляющих напряжений, действующих на площадках, касательных к сферической поверхности с центром, совпадающим с рассматриваемой точкой тела, при неограниченном уменьщении радиуса этой поверхности. С точки зрения теории квазиизотропного материала такая трактовка является наиболее содержательной, так как, учитывая хаотический характер ориентации зерен кристаллитов в поликристалле, именно отмеченное выше среднее напряжение является мерой сопротивления материала началу пластических деформаций текучести. [c.536]

В этом разделе обсуждаются вопросы, связанные с испытаниями на КР высокопрочных промышленных алюминиевых сплавов, на которых наиболее четко проявляется связь особенностей структуры (формы и ориентации зерен) с характеристиками КР. [c.161]

Форма и ориентация зерен [c.161]

Влияние формы и ориентации зерен по отношению к направлению приложенных напряжений при определении уровня пороговых напряжений на гладких образцах показано на примере, приведенном на рис. 12 и 13. [c.167]

Относительно ориентации зерен. [c.59]

Различие в прочности от различной ориентации зерен Различие в прочности различных фаз [c.37]

Рис. 5.1. Вольт-амперные характеристики алмазоподобных пленок в зависимости от размеров зерен (а) и от их ориентации (в). Размеры зерен ] — 1,3 мкм, 2 — 0,3 мкм. Ориентация зерен 3 — (100), 4 — (110) и (111)

Второй возможный механизм развития трещины базируется на следующих представлениях. После объединения микротрещины с макротрещиной идет непрерывное динамическое развитие макротрещины по тем же законам, по которым развивалась и микротрещина отсутствие заметного пластического деформирования у верщины быстро развивающейся трещины (недостаточно времени на реализацию релаксационных процессов в вершине) рост трещины по плоскостям спайности с преодолением различных барьеров типа границ зерен, фрагментов, блоков (см. раздел 2.1). При реализации второго механизма энергия, необходимая для старта трещины, будет отличаться от энергии, идущей на ее рост. Энергия зарождения хрупкого разрушения обусловлена пластическим деформированием, необходимым как для зарождения микротрещин, так и для реализации деформационного упрочнения, обеспечивающего рост напряжений до величины S . Для распространения трещины от одного зерна к другому необходима эффективная энергия не только для образования новых поверхностей, но и для компенсации дополнительной работы разрушения, идущей на образование ступенек и вязких перемычек при распространении трещин скола [121, 327]. Образование ступенек на поверхности скола, как известно, связано с различной ориентацией зерен. При переходе трещины скола через границу зерна в новом зерне из-за различий в ориентации происходит разделение трещины на ряд отдельных трещин, которые распространяются параллельно по кристаллографическим плоскостям спайности и прп объединении образуют ступеньки скола. При распространении макротрещины через отдельные неблагоприятно расположенные зерна, для которых плоскости спайности сильно отклонены от направления магистральной трещины, могут наблюдаться вязкие ямочные дорывы (перемычки) [114, 327]. Учитывая, что для старта макротрещины требуется пластическое деформирование, по крайней мере в масштабе, не меньшем, чем диаметр зерна, а для ее развития масштаб пластического деформирования ограничен размером перемычек между микротрещинами, можно заключить энергия G , необходимая для старта трещины, выше, чем энергия ур, требующаяся на ее развитие. Эксперименты для большинства конструкционных металлических материалов подтверждают сделанное заключение [253]. Следовательно, динамическое развитие трещины при хрупком разрушении наиболее вероятно происходит по второму механизму. Кроме того, в пользу второго механизма говорят имеющиеся фрактографические наблюдения (рис. 4.19), которые иллюстрируют переход трещины скола через границу зерна со значительной составляющей кручения и расщепление зерна рядом параллельных друг другу трещин. Если бы развитие трещины [c.240]

Напряжения второго рода возникают вследствие неоднородности кристаллического строения и различия физико-механических свойств фаз и структур сплавов. Фазы, например в черных металлах, феррит, аустенит, цементит, графит обладают различной кристаллической решеткой их плотность, прочность и упругость, теплопроводность, теплоемкость, характеристики теплового расширения различные. Структуры, представляющие собой смесь фаз, например перлит в сталях, а также закалочные структуры, в свою очередь, обладают отличными от смежных структур свойствами. Различие кристаллической ориентации зерен металла обусловливает анизотропию физико-механических свойств микрообъемов металла. В результате совместного действия этих факторов возникают внутри-зеренные и межзеренные напряжения еще в нронессе первичной кристаллизации и при последующих прев эащениях во время охлаждения. При высоких температурах напряжения уравновешиваются благодаря пластичности материала. Однако они проявляются в низкотемпературной области, возникая при фазовой перекристаллизации и выпадении вторичных и третичных фаз (фазовый наклеп), при каждом общем или местном повышении температуры (из-за различия теплопроводности и коэффициентов линейного расширения структурных составляющих), приложении внешних нагрузок (из-за различия и анизотропии механических свойств), а также нрп наклепе, наступающем в результате общего или местного перехода напряжений за предел текучести материала. [c.152]

Это уравнение называют логарифмическим. Соответственно, график, построенный в координатах у — g t + onst) или у — — Ig t (при t > onst) имеет вид прямой линии. Логарифмическое уравнение, впервые полученное Тамманном и Кестером [11], отражает поведение многих металлов (Си, Fe, Zn, Ni, Pb, d, Sn, Mn, Al, Ti, Та) на начальных стадиях окисления. Вначале справедливость этого уравнения ставилась под сомнение. Были сделаны попытки вывести уравнения на основе предположений о существовании специфических свойств оксидов, таких как наличие диффузионных барьеров и градиентов ионной концентрации и других. Эти предположения не получили экспериментального подтверждения. С другой стороны, было показано, что логарифмическое уравнение можно вывести из условия, 4TQ скорость окисления контролируется переходом электронов из металла в пленку продуктов реакции, причем эта пленка имеет пространственный электрический заряд во всем своем объеме (7, 12]. Преобладание заряда, обычно отрицательного, в оксидах вблизи поверхности металла, подобно электрическому двойному слою в электролитах, было установлено экспериментально. Таким образом, любой фактор, изменяющий работу выхода электрона (энергию, необходимую для удаления электрона из металла), например ориентация зерен, изменения кристаллической решетки или магнитные превращения (точка Кюри), изменяет скорость окисления, что и наблюдалось в действительности [13—15. Когда толщина пленки превышает толщину пространственно-заряженного слоя, определяющим фактором обычно становится скорость диффузии или миграции сквозь пленку. При этом начинает выполняться параболический закон, и ориентация зерен или точка Кюри перестают оказывать влияние на скорость окисления. Исходя из этого, можно сказать, что в начальной стадии оксидная пленка на металлах [c.193]

При этом возрастает величина внутренних напряжений, ограниченных малыми объемами. Все эти изменения приводят к тому, что с увеличением деформации уменьшается плотность металла. Таким образом, пластическая деформация при обработке металлов обусловливает изменение их микроструктуры, выражающееся в деформации и ориентации зерен (текетурирование) и сопровождающееся изменением механических свойств (наклеп). Наряду с этим наблюдаются и белее глубокие фазовые превра1цения в поверхностных слоях металлов в результате высокого поверхностного нагрева, а также быстрого охлаждения. [c.51]

Растворами (I) и (II) тиосульфата натрия (а -)- р)-латунь можно протравливать как медь, но вследствие присутствия цинка продолжительность травления значительно сокращается. Поэтому р-твердый раствор протравится быстрее, чем а-твердый раствор (продолжительность травления в растворе (I) составляет 60 с, в растворе (II) — 30 с), но для р-латуни время травления может достигать 3 мин и в зависимости от ориентации зерен окрашивается по-разному, в то время как а-твердый раствор остается почти совсем петравленьш. Он окрашивается в растворе (I) примерно за 18—20 мин, в растворе II за 5—8 мин так же, как медь. Тогда р-твердый раствор в результате глубокого травления темнеет и располагается глубже, чем а-твердый раствор. Следовательно, раствор (I), а также раствор (II) можно использовать специально для травления с окрашиванием в латуни Р- и а-фаз. [c.201]

Фаза Ale ujFe приобретает темный цвет после травления раствором 22 при продолжительности травления 15 с. а-твердый раствор в зависимости от ориентации зерен окрашивается по-разному и становится сильно шероховатым. При травлении сплавов, содержащих медь, раствором 52 происходит окрашивание AlgFe. Окрашивающий эту фазу медный осадок образуется при растворении металлида даже при очень незначительном содержании меди в сплаве. [c.273]

Травитель 11 [35%-ный раствор Н3РО4 90 мл HjO]. Раствор фосфорной кислоты рекомендуют для выявления ямок травления у чистого никеля после электролитического полирования в 60%-ной серной кислоте. Травление осуществляют также электролитически, необходимое для травления напряжение подбирают. С этой целью напряжение повышают до тех пор, пока не начнется бурное выделение газа, затем его понижают на 10% лри этом напряжении должны быть достигнуты лучшие результаты травления. Перед травлением образцы, в данном случае в деформированном состоянии, следует нагревать до температуры 500° С. Ямки травления не должны зависеть от ориентации зерен. [c.302]

Кристаллографическая ориентация зерен должна сказываться при формировании микроэлектрохимической гетерогенности не только недеформированного поликристаллического металла, но и деформированного. , [c.172]

Неравномерность распределения деформационного микрорельефа и соответственно запасенной энтальпии деформации в разных точках вызывает значительную деформационную микро-электрохимическую гетерогенность в масштабах как одного зерна так и всей поверхности вследствие действия кристаллографического фактора. На электрохимическую неоднородность, обусловленную различиями в кристаллографической ориентации зерен, вышедших на поверхность металла, накладывается деформационная микроэлектрохимическая неоднородность, вызванная неравномерным распределением деформации внутри зерен и между различными зернами, имеющими различную ориентацию относительно направления приложенного напряжения. [c.173]

При оценке кратковременной и длительной прочности обычно считают, что равноосная структура имеет такие же свойства, как и неравноосная в поперечном направлении. Различие свойств сплава в продольном и поперечном направлении определяет и различные значения размаха деформаций и напряжений, возникающих в цикле, хотя внешние условия нагружения (диапа зон изменения температуры) при этом одинаковы (рис. 49,а). Размах напряжений в упругопластической области деформирования больше при продольной ориентации зерен, чем при поперечной, вследствие более высокого предела текучести. Однако энергия деформирования, определяемая площадью петли о—е, при этом больше у материала с поперечной ориентацией. Это обстоятельство объясняет увеличение долговечности при термоциклическом нагружении сплавов с продольно ориентиро- [c.87]

На рис. 50 приведены результаты испытания сплава ЖС6У, выплавленного методом направленной кристаллизации. Эти. данные показывают, что продольно ориентированная структура более долговечна, особенно при Де>1%. Этот эффект проявляется в большей степени при наличии выдержки на максимальной температуре. В этих условиях в материале накапливается длительное статическое повреждение, а влияние ориентации зерен особенно сказывается на характеристиках длительной прочности. Сопротивление термической усталости образцов с пошереч-ной ориентацией зерен в 1,5—2 раза меньше, чем у образцов с продольной ориентацией. Такое же увеличение долговечности отмечено при испытании сплава Маг-М20 0, выплавленного методом направленной кристаллизации и испытанного при тах= = 1230° С [65]. [c.88]

При испытании стали 45 в крупнокусковой абразивной массе [149] установлено, что микротвердость изношенной поверхности термоулучшенной стали несколько ниже, чем на глубине 0,2—0,3 мм. Если оценить ударное (с проскальзыванием) воздействие крупного гравия на изнашиваемую поверхность, то можно предположить, что слой с пониженной микротвердостью образуется за счет перенапряжения отдельных микрообъемов поверхности. Этого не происходит при испытании сталей в мелкодисперсной абразивной массе, так как нормальная (ударная) составляющая воздействия мелких частиц абразива незначительна при выбранном режиме испытаний. В этом случае изнашивание происходит за счет тангенциальной составляющей, реализуемой при окатывании зернами карбида кремния поверхности образца, но не каждое зерно может вырезать или выдавить лунку на поверхности материала. Это могут сделать лишь зерна, соответственно ориентированные относительно поверхности трения. Следует отметить, что при трении об абразивную поверхность вероятность ориентации зерен, определяющих интенсивность изнашивания, более высокая, чем при испытаниях в абразивной массе. При ударе об абразивную поверхность характер воздействия абразива на изнашиваемую поверхность в значительной мере идентичен испытаниям в крупнокусковой абразивной массе не только по виду изношенной поверхности, но и по микротвердости предразрушенного слоя [c.158]

Ввиду различной ориентации зерен, при общей деформации (удлинении) образца, выражаемой каким-то определенным процентом, процент деформации (удлинения материала) внутри различных зерен оказывается весьма различным. Еще при упругой деформации всего образца в целом в,отдельных зернах могут возникнуть разрушения. Вакансии, сливаясь, могут образовывать микроскопические трещины при смещении зерен могут образовьТйаться трещины между зернами. В целом в процессе пластической деформации при растяжении происходит разрыхление металла, заканчивающееся разрушением. При трехосном же сжатии, наоборот, происходит улучшение связей между зернами, смыкаются микротрещины. Устранение множества дефектов может повысить пластичность материала и перевести материал из хрупкого состояния в пластичное. Мра- [c.270]

Так как коррозионные трещины на алюминиевых сплавах всегда развиваются межкрпсталлитно, то процесс КР этих сплавов в значительной степени зависит от ориентации и формы зерен по отношению к приложенным напряжениям. Типичная структура плиты из алюминиевого сплава показана на рис. 3. На рис. 4 приведен межкристаллитный характер распространения коррозионной трещины на образце, где напряжения ориентированы в высотном направлении. Возможные варианты ориентации структуры на полуфабрикатах стандартной формы схематически представлены на рис. 5. Для различного вида штамповок и поковок форма и ориентация зерен могут меняться в очень широких пределах даже на небольшом участке, и только поперечное сечение в данном месте позволяет определить характер структуры здесь. [c.161]

Металлический уран, используемый как ядерное топливо, производят в виде слитков массой несколько сот килограммов при реакции тетрафторида урана с кальцием в специальных реакторах с обмазкой из фторида кальция. Профилированный металл можно получать, используя обычную промышленную технологию, включая прокатку, ковку, волочение и порошковую металлургию, но эти виды обработки создают преимущественную ориентацию зерен, которая не устраняется полностью последующей термообработкой. Более широко используют процесс получения отливок [48], включающий получение слитка в низкочастотной индукционной печи в графитовом тигле под вакуумом, легирование алюминием в тигле и донную разливку в промежуточный разливочный ковш, с помощью которого металл разливают в стальные изложницы, обмазанные окисью алюминия. Высокая плотность металлического урана обеспечивает очень хорошее заполнение, что позволяет изготавливать трубы небольших размеров и срезать только небольшую часть верхнего конца. Поверхность литого металла однородная и пригодна для непосредственной очехловки, а если требуются более точные размеры, поверхность окончательно под- [c.133]

Анизотропия свойств литых деталей, обусловленная направленной ориентацией зерен (дендритов) и наличием различных структурных зон, во многих случаях является нех<елательной, так как может быть одной из причин разрушения литых деталей при сложном нагружении в условиях эксплуатации. Геометрическая анизотропия поверхности и поверхностного слоя после прокатки и механической обработки также снижает прочностные свойства деталей. Однако можно существенно повысить несущую способность детали, если создать заданную геометрическую и структурную анизотропию в отливке с учетом характера нагружения в рабочих условиях. Для этого разработаны основы геометрического и структурного упрочнения литых деталей в области литейного производства. [c.4]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...