Субзерен разориентация

Дислокационное строение границ зерен различается по виду соприкосновения зерен и субзерен, характеризуется их размерами и величиной разориентации (табл. 7). Граница субзерен представляет собой поверхность сопряжения двух практически неискаженных кристаллитов (см. рис. 21, АС — след S на рис. 23). Одни атомы такой границы могут принадлежать обеим решеткам (область хорошего сопряжения ), другие ни одной из них могут быть также пустые или сжатые области плохого сопряжения . Ширина последней не превышает 1—2 межатомных расстояний. [c.159]

Субграницы с малым углом разориентации проявляются при травлении не в виде сплошных линий, как это имеет место при травлении межзеренных границ, а состоит из отдельных ямок (фигур) травления. Их плотность зависит от взаимной ориентации субзерен, а расстояние между ямками совпадает с расчетными значениями для расстояния h (см. рис. 21) в стенке дислокаций, из которых состоит стенка субзерна. [c.167]

Увеличение степени деформации приводит к росту угла разориентации и уменьшению субзерен ячеистой [c.256]

При нагреве деформированного металла до определенной температуры происходит перераспределение дислокаций с уменьшением энергии, но без существенного уменьшения общего числа дислокаций. Перераспределение дислокаций заметно изменяет структуру — в теле зерна возникает большое количество мелких субзерен, свободных от дислокаций (блоки, полигоны), слабо разориентированных одно относительно другого. Углы взаимной разориентации для субзерен составляют 5—2 ". Этот процесс называется полигонизацией. [c.133]

Монокристаллы молибдена ориентации 110 <001 > легко поддавались прокатке при комнатной температуре без разрушения с обжатием до 70% [24, 135, 136]. С ростом степени пластической деформации постепенно увеличивается предельная разориентация субзерен монокристаллов молибдена [24, 39, 40]. [c.94]

Схема образования линейной дислокации при срастании зерен, субзерен и блоков показана на рис. 6, б плотность дислокации на границах структурных деталей зависит от угла разориентации 0 (рис. 6, а). Расстояние между дислокациями / в этом случае может быть выражено [c.38]

Наибольшее снижение прочности обычно наблюдается у металлов в отожженном состоянии. При отжиге дефекты решетки в значительной степени коагулируют, перемещаются к границам зерен и субзерен, происходит сращивание блоков (областей когерентного рассеяния) и субзерен с малой разориентацией, но при этом усиливается разориентация между остающимися зернами и субзернами и нарушения решетки делаются более грубыми. Такие нарушения приводят к образованию новых структурных деталей. В результате возникает новый фактор, оказывающий влияние на степень участия атомов того или иного участка металла в сопротивлении отрыву. [c.39]

Каждое зерно, в свою очередь, состоит из субзерен (блоков). Субзерно представляет собой часть кристалла относительно правильного строения, а его границы — стенки дислокаций, которые разделяют зерно на отдельные субзерна (см. рис. 1.21, б). Угол взаимной разориентации между соседними субзернами невелик (не более 5°), поэтому такие границы называются малоугловыми. На малоугловых границах также скапливаются примеси. [c.35]

Наиболее заметная структурная особенность контролируемой возвратом высокотемпературной ползучести металлов, керамики и минералов состоит во фрагментации кристаллов на субзерна . Субзерна — это блоки с постоянной кристаллической ориентацией, разделенные стенками дислокаций и содержащие мало дислокаций [ 188, 238, 395]. Разориентация между соседними субзернами может изменяться от нескольких угловых секунд для свободных стенок дислокаций до 10° (см. 2.4.2). Существует иерархия масштабов субзерен. Каждое субзерно обычно бывает разделено на меньшие субзерна с меньшей разориентацией. Это явление известно под названием полигонизация в процессе ползучести. [c.190]

Полигонизацию можно обнаружить с помощью нескольких методов, основанных на наблюдении либо границ субзерен, либо разориентации между субзернами. [c.191]

В ряде работ вопросу разориентации субзерен и ее влияния на механические свойства уделено особое внимание. Утверждают, например, что размер субзерен и угол разориентации влияют на [c.7]

Надежно доказано, что плотность свободных дислокаций в процессе установившейся ползучести не изменяется. Плотность дислокаций составляющих границы субзерен, задается средним размером субзерна й и средней разориентацией субзерен, характеризуемой углом 0 = Ь/Л, где Л - среднее расстояние между дислокациями, составляющими границу субзерна.Как средний размер субзерна так и средний угол разориентации субзерен дне меняются в процессе установившейся ползучести [1431. Если предположить, что субзерна можно аппроксимировать кубиками со средним размером грани d, то можно написать [1431, что [c.74]

Средний угол взаимной разориентации субзерен б в процессе первичной ползучести увеличивается, но при дальнейшем возрастании деформации на стадий установившейся ползучести не изменяется. Именно отсюда и следует независимость р от деформации на установившейся стадии,поскольку опре-деление р основано на измерении величин 9 и. Если в процессе ползучести дислокационная субструктура ие образуется, то плотность дислокаций на первой стадии увеличивается с деформацией, пока не достигнет постоянных значений, соответствующих установившейся стадии. Если имеет место инверсионная первичная ползучесть, как обычно это бывает в случае твердых растворов класса I, то на кривой плотности свободных дислокаций в зависимости от деформации можно при благоприятных условиях наблюдать точку перегиба, отвечающую переходу от инверсионной к нормальной первичной ползучести. [c.76]

Если угловая разориентировка решеток соседних зерен мала (до 15°), то такие границы называют малоугловыми границами зерен. Малоугловые. границы состоят в основном из рядов дислокаций (рис. 46). Все субзеренные (блочные) границы — малоугловые, так как блоки обычно разориентированы на угол не более 1°. Если угол разориентации значителен, то образуются так называемые большеугловые границы, имеющие более сложное строение. [c.100]

В частности, у алюминия, а также меди [223, с. 77] при высоких амплитудах деформации в момент достижения стадии насыщения наблюдается ячеистая структура, видимо, как следствие пересечения дислокаций [359] и высокая плотность дислокаций в стенках ячеек. С увеличением числа циклов нагружения отмечается заметное увеличение разориентации стенок ячеек, происходит образование пор и трещин по границам субзерен (ячеек) [341 345, с. 691]. У алюминия величина ячеек с уменьшением амплитуды увеличивается [345, с. 717 348]. При некоторых амплитудах процесс дробления зерна не наблюдается вообще [339, с. 25 и 51 360]. Для низких амплитуд деформации характерно тонкое скольжение [361] ячеистая структура у меди не наблюдается даже после продолжительного приложения циклических нагрузок [345, с. 685 362], зато возникают дислокационные петли [332, с. 27 345, с. 779 347 362], диполи краевых дислокаций и поры, плотность которых с увеличением амплитуды [c.157]

Эффект повыщения жаропрочности после МТО в общем случае зависит от параметров получаемой структуры, размера субзерен, угла их разориентации, степени блокировки дислокационных границ и степени однородности развития полигональной структуры. Последние определяются режимом механико-термической обработки (степенью деформации, напряженным состоянием, температурой и длительностью отжига наклепанного металла). [c.36]

Различают большеугловые и малоугловые границы субзерен, характеризующиеся углом разориентации 0 двух соседних зерен (субзерен). В дислокационной мо- 1ели границ с малым углом разориентации (рис. 21) тредполагается, что два субзерна с простой кубической зешеткой слегка повернуты один относительно другого 5 плоскости хоу вокруг оси 2 на равные и противополож-1ые углы 9/2. Угол разориентации составляет 0 = = 2 ar tg(6/2ft) или Граница состоит из ряда [c.39]

Как было показано, увеличение количества частиц фаз внедрения и их коагуляция должны сопровождаться генерацией дислокаций, частично снимающих напряжения около крупных частиц. Исследования субструктуры литого молибдена, модифицированного карбидом циркония [96], показало, что в металле по мере увеличения количества карбида уменьшаются размеры зерен, субзерен первого и второго порядка (субзерна второго порядка в нелегированном литом молибдене вообще отсутствуют), увеличиваются угол разориентации между субзернами первого порядка, удельная разориентац ия субзерен первого и второго порядков и избыточная плотность дислокаций внутри и на границах субзерен первого порядка. Авторадиографическое исследование (с применением радионуклида показывает (рис. 3.6), что распад твердого раствора при введении карбидов происходит не только на границах литого зерна, но и на субструктурных границах, а также, по-видимому, на отдельных нагромождениях дислокаций внутри субзерен. [c.54]

При отжиге монокристаллов молибдена ориентации 110 <001>, прокатанных с обжатием до 50%, рекристаллизацию не наблюдали до-1100° С [135, 209]. После отжига при 1100° С плотность дислокаций в образцах была довольно высокой, а отжиг при 1500° С и выше приводит к образованию субграниц. С увеличением степени деформации характер образующейся при отжиге структуры усложняется. В некоторых участках образца (деформация 50%) происходит слияние полигональных стенок в субграницы, мигрирующие в сторону областей с повышенной плотностью дислокаций. Отжиг при более высоких температурах вызывает рост возникших субзерен. При отжиге до 2500°С увеличения предельной суммарной разориентации в процессе роста субзерен не происходит. Кристаллы ориентации 110 <001 >, прокатанные на 50%, разупрочняются после отжига при 1500°С без признаков рекристаллизации. Монокри-сталльная структура сохраняется. Однако кристаллы ориентации 110 <001 > после прокатки с деформацией 70% и отжига при 1600° С и выше уже состояли из крупных рекри-сталлизованных зерен, ориентация которых находилась в пределах рассеяния текстуры 110 <001 >. В то же время после отжига при 1500° С деформированные на 70% кристаллы [c.98]

С увеличением угла разориентации субзерен и уменьшением их величины плотность дислокаций в металле повышается. Атомы на границах зерен (или субзерен) и атомы, расположенные на поверхности кристалла, вследствие нескомпенсированности сил межатомного взаимодействия, имеют более высокую потенциальную энергию, по сравнению с атомами в объеме зерен. [c.24]

Отсюда вытекают важнейшие заключения о высокой подвижности границ фрагментов, ячеек и субзерен на всех стадиях пластического течения. Вывод обоснован следующими фактами постепенным измельчением названных элементов струртуры закономерной эволюцией углов разориентировок и направлений нормалей к границам в ходе деформации прямыми наблюдениями миграции границ или эмиссии границ границами изменением формы фрагментов при де- формации выгнутостью границ, сформировавшихся в поле напряжений, и т. п. Следовательно, границы разориентации испытывают Боздействие со стороны напряжений. При движении они с неизбежностью создают такую пластическую дисторсию, при которой возможна наибольшая работа напряя ений. [c.53]

Образование ячеек, блоков и субзерен или фрагментов настолько распространено при пластическом течении кристаллов, что возникает естественный вопрос, есть ли это только соп1утствующий фактор или разориентация кристалла в принципе необходима для осуществления деформации, т. е. мол ет рассматриваться как один из ее механизмов. Анализ представленных выше опытных данных позволяет отнести фрагментацию (точнее, возникновение матери-.альной и кристаллографической разориентировки в деформируемом объеме) к самостоятельному канал)у пластичности. Процесс поворота вещества не был бы необходим, если бы пластическое течение осуществлялось с участием пяти систем скольжения. В реальных условиях такое требование в подавляющем сл учае не выполняется. В результате разворот оказывается нужным для деблокирования сдвигов. [c.60]

В пластической зоне у вершины трещины формируется ячеистая субструктура (рис. 5.38, б). При экстраполяции кривой зависимости = f(l) к значениям 1 = 0,5-1,0 мкм возможно = 0,15 0,25 мкм. Тогда диаметр ячеек у вершины треш ины будет составлять = 0,24-ь 0,40 мкм. В этом случае единичный скачок усталостной трещины в зоне стабильного роста усталостной трещины тесно связан с вторичной субструктуры у вершины трещины. Стабильный рост трещины с минимальной скоростью сохраняется до тех пор, пока величина микроскачка трещины близка или равна D вторичной субструктуры, образующейся в пластической зоне у вершины трещины. Этим объясняется наличие довольно широкого интервала значений АК, в котором А = onst. Несовпадение значений da/dN и А в этом интервале АК связано с формированием в течение нескольких циклов нагружения в пластической зоне при данных значениях ячеек (субзерен) с критической разориентацией смежных ячеек [165]. [c.254]

Процесс образования субструктуры идентичен для большинства кубических кристаллов, будь это металлы, как медь [164] или молибден [70], окислы, как MgO [179] или MgAl204 (шпинель) [93], или галогениды, как Na l [285] или Ag l [301]. На первом этапе, во время первичной ползучести, образуются параллельные наклонные стенки дислокаций, которые расположены по нормали к первоначальному направлению скольжения и сопровождаются стенками кручения, параллельными плоскостям скольжения. При увеличении деформации количество дислокаций в этих стенках (а следовательно и их разориентация) возрастает. Если активизируется вторичная система скольжения (как в случае большинства кубических кристаллов, испытываемых в условиях двойного скольжения), то новые дислокационные стенки со временем разбивают удлиненные ячейки на более мелкие равноосные субзерна. Образующаяся в результате установившаяся структура уже более или менее равноосна, но не всегда однородна. Если существует только одна доминирующая система скольжения, как, например, в оливине [102] или рутиле [175], то характерная субструктура ползучести состоит из параллельных границ наклона для субзерен, [c.197]

С другой стороны, стенки крупных субзерен долгое время сохраняют память об условиях ползучести, несмотря на то-что они постоянно развиваются и мигрируют в процессе ползучести. Миграция границ крупных субзерен в процессе ползучести наблюдалась в алюминии [116] и хлористом натрии [148]. Этот эффект давал от 10 до 20% полной деформации ползучести (механизм группового скольжения дислокаций). Во многих случаях при увеличении деформации наблюдалось увеличение разориентации субзерновых границ до больших зна чений (иногда эти границы становились фактически большеугловыми границами зерен). О развивающейся разориентации границ сообщалось для алюминия [238], никеля [311] и кварца [176]. Приводились данные в пользу существования развивающейся разориентации в -минералах, деформированных в природных условиях кварце [387] и оливине [295]. [c.199]

Этот тип рекристаллизации- возникает в результате раави-ваюШ,ейся разориентации бёз ощутимой миграции границ i субзерен, образованных в процессё полигонизации при ползучести. [c.201]

В работах, выполненных под руководством С. 3. Бокштейна [143, 167], вскрыты особенности диффузии и распределения примесей в структуре титановых сплавов при ТЦО. Для сплавов ВТЗ-1 и ВТ20 (рис. 4.7) зависимость коэффициента диффузии от числа циклов (700 ч 1000°С) имеет выраженный минимум. Минимальные значения О, по мнению авторов, соответствуют структуре, в которой число неупорядоченных дефектов минимально, что ведет к замедлению диффузии атомов. Дальнейшее увеличение коэффициента диффузии связано с увеличением разориентации пластин и фрагментов сх-фазы. В отличие от изотермического отжига диффузия при ТЦО идет преимуш,ественно по объему металла. С увеличением числа циклов происходит освобождение от дислокаций зерен и субзерен. Это ведет к совершенствованию структуры и, как следствие, к замедлению диффузии. Установлено, что после некоторого числа циклов (10—15) образуется совершенная структура и величина ) остается практически неизменной. Таким образом, преобразование структуры в процессе ТЦО заключается в формировании бездефектной внутризеренной структуры с выстраиванием дислокаций на границах зерен в виде упорядоченных образований. Оптимальная субструктура в сплаве ВТЗ-1 достигается при п=Ю, а в сплаве ВТ20 — при п=15. [c.146]

Ряд моделей дислокащюнной ползучести основывается на представлении, что ползучесть определяется возвратом, т. е, процессом, который в известной мере компенсирует упрочнение, вызванное возрастанием плотности дислокаций и формированием различных дислокационных конфигураций. Существует общепринятая точка зрения, что невозможно было бы достичь установившегося состояния, если бы не устанавливалось динамическое равновесие между возвратом и деформационным упрочнением или, с использованием ранее введенных терминов, если бы возврат не происходил так 6>ютро, чтобы обеспечивалась временная инвариантность количественных характеристик дислокационной структуры, таких, как плотностызвободных дислокаций р, средний размер субзерен 4 , средний угол разориентации субзерен в или связанных с ними характеристик (плотность дислокаций, образующих гранищя субзерен, р и общая плотность дислокаций Модели ползучести, определяемые возвратом, должны непременно включать представления о механизмах возврата. [c.36]

В начале стадии неустановившейся ползучести происходит сильная гете-рогенизация дислокационной структуры. По мере и у1енения структуры со временем или деформацией происходит типичное постепенное образование субзерен (конечно, в том случае, если речь идет о ползучести, характерной для твердых растворов класса II). Позднее (однако еще на первой стадии ползучести) структура до известной степени гомогенизируется. Средний размер субзерен, их разориентация и плотность дислокаций в субзернах в конце первой стадии ползучести достигают значений, которые в дальнейшем на стадии установившейся ползучести больше не изменяются [118]. [c.70]

Предположение о том, что степень разориентации субзерен не оказывает влияния на скорость ползучести и что субзер-яа являются лишь стоками для избыточных дислокаций, приводит к неизбежному выводу, что барьеры, возникающие в процессе первоначального деформирования и на стадии неустановившейся ползучести, должны находиться внутри субзерен. [c.264]

В момент, когда наступает ползучесть, дислокации начинают перемещаться к границам субзерен. Однако, так как разориентация соседних субзерен не оказывает влияния на скорость ползучести, эти границы служат просто стоком для дислокаций. Как показал Ли [53], поля напряжений, обусловливаемые субграницами, являются полями ближнего порядка и не оказывают какого-либо заметного влияния на обратные напряжения дальнего порядка, контролирующие движение дислокаций. В металлах с высокой энергией дефектов упаковки субзерна образуются в результате действия негомогенного напряженного состояния у границы зерна, что в свою очередь обусловливается различной ориентацией смежных зерен. Локальные изгибающие моменты и скручивание, которым подвергается каждое зерно, возрастают при более высоком приложенном напряжении, вследствие чего образуется субструктура с меньшим рамером зерен. Взяв за основу изложенное, предположили, что основной механизм, контролирующий скорость ползучести, определяется движением дислокаций внутри каждого субзерна. Поэтому здесь представляется возможным не учитывать размер субзерен, хотя в некоторых более ранних теориях высокотемпературной ползучести этому фактору и отводилась определенная роль. [c.270]

В участке с повышенной кривизной решетки, т. е. с избытком дислокаций одного знака, облегчено образование субзерен, например, с помощью простейшего механизма, отображенного на рис. 16. Чем больше избыток дислокаций одного знака, тем больше угол разориентации на субзеренной границе. (При росте субзео-на встраивание в его границу все большего числа дислокаций одного знака приводит к увеличению угла разориентации и посте- [c.57]

У никеля при знакопеременном изгибе в интервале 10 — 10 циклов характер изменения среднего угла разориентации субзерен соответствует характеру кривых де рмацнонного упрочнения [366] и возникновение и рост усталостных трещин, как и у алюминия, сопровождается определенной степенью разориентации блоков мозаики. Разрушение наступает тем раньше, чем больше средний угол разориентации. Скопления пор или вакансий при этом не наблюдается и центрами локальных зарождений микротрещин являются места стыков субзерен с наибольшим углом разориентации. Вместе с тем данные Форсайта и др. [367] свидетельствуют о том, что больший процент трещин возникает на границе двойников. Вакансионный механизм тесно связан с нарушением по границам зерен. Так, у алюминия разрушение при усталости при высоких амплитудах деформации происходит по границам зерен, а при низких амплитудах трещины зарождаются в области пор при увеличении числа пор и их размеров они сливаются и приводят к образованию микротрещин [341, 368, 369]. У свинца при температуре —0,5Гпл, °К, при знакопеременном изгибе с различной амплитудой деформации и разной частотой процессы усталости развиваются главным образом на границах зерен [370, 371 ] . Смещение зерен относительно друг друга по их границам наблюдается на самых ранних стадиях испытания. В зернах около границ возникает деформация, затем на этих участках протекает рекристаллизация и миграция границ зерен. На границах зерен наблюдается также образование микропор, количество которых с увеличением времени нагружения увеличивается. На поздних стадиях испытания поры сливаются, образуя вдоль границ зерен большие скопления (трещины), приводящие, в конце концов, к разрушению образца. [c.158]

Наконец, в общем похожие у г. ц. к., о. ц. к. и г. п. металлов структурные признаки усталости а) образование линий скольжения на стадии упрочнения б) разориентация зерен и блоков и наличие следов поперечного скольжения и полос скольжения, содержащих экструзии и интрузии на стадии насыщения в) образование ячеистой структуры на стадии фрагментации , особенно заметной при низкоамплитудном нагружении г) возникновение разрушения в полосах скольжения, переходящее на границы зерен и субзерен д) преимущественное разрушение материала 168 [c.168]

В процессе формирования субзерен и их укрупнения полиго-низованное состояние постепенно устраняется при этом уменьшается число стенок и стыков, дислокации концентрируются в основном на субграницах, увеличивая углы разориентации до 1—2° [3,7 ] форма субзерен изменяется от продолговатой до равновесной (рис. 2, 3). Укрупнение субзерен осуществляется миграцией субграниц, образованием V-, Ь- и Т-образных стыков при взаимодействии стенок, а также коалесценцией субзерен (рис. 3). Коалесценция субзерен происходит путем растворения и исчезновения малоугловых границ между ними (рис. 3, б, в). Такой процесс включает переползание дислокаций вдоль исчезающей субграницы и их отрыв, что сопровождается изменением субзеренной 184 [c.184]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...