Границы зерна большеугловые

Зерна разделяют так называемые большеугловые границы а соседствующие зерна, не сильно отличающиеся ориентацией в пространстве, разделяются малоугловыми границами, в этом случае зерна характеризуются стремлением к объединению, слиянию. [c.33]

Для малоугловых границ с увеличением угла 0 плотность дислокаций растет и при 6я 15° дислокации отделены промежутком порядка двух параметров решетки. При 6>15° граница становится большеугловой, а отделяемые ею области — зернами. [c.42]

Дальнейшим развитием теории строения границ зерен является установление факта суш,ествования на границах зерен, включая н большеугловые, зернограничных дислокаций (рис. 96, в). В этом случае граница зерна состоит из участков мест совпадения и зернограничных дислокаций (ЗГД). Зернограничные дислокации могут быть подвижными и сидячими. Подвижные ЗГД могут перемещаться вдоль границы и играют важную роль в зернограничном проскальзывании. Скорость такого проскальзывания увеличивается с ростом плотности ЗГД. Наличие ЗГД подтверждается электронномикроскопическими исследованиями границ специально выращенных бикристаллов. [c.166]

Наиболее ранняя дислокационная теория строения границ зерен может быть использована также для объяснения особенностей деформации поликристаллов. В частности, модель границы зерна Мотта предусматривает, что в границах с большими углами разориентации дислокации располагаются так близко, что их индивидуальные особенности стираются и дислокации уже нельзя рассматривать как самостоятельные дефекты. Поэтому островная модель большеугловой (0>1О-=-15°) границы Мотта предполагает, что границы зерен состоят из островков хорошего соответствия, разделенных областями с сильно нарушенной структурой. [c.166]

Эшби показал, что для сложных границ скольжение по границе и миграция тесно связаны. В этом случае скольжение и миграция границы пропорциональны, поскольку только в этом случае возможно скольжение без изменения структуры границы. При зернограничном проскальзывании по большеугловой границе миграция выступает как процесс, обеспечивающий непрерывное под-страивание границы до плоскости в атомном масштабе благодаря перемещению зернограничных дислокаций. Однако эту миграцию следует отличать от той, которая происходит в процессе пластической аккомодации, когда миграция, наблюдаемая при локальной пластической деформации, непосредственно не связана со скольжением по границе зерна. Такая нерегулярная миграция может препятствовать зернограничному проскальзыванию, поскольку не позволяет границе в процессе скольжения оставаться плоской. Для осуществления непрерывного скольжения по поверхности границы зерна необходимо действие источников зернограничных дислокаций. Предполагается, что источниками таких дислокаций могут быть источники типа Франка — Рида, действующие на границе зерна. Обнаруженные спиральные образования на границе зерен являются источниками дислокаций границ зерен, размножение которых происходит не скольжением, а переползанием. Дислокации границ зерен могут образовываться и в результате взаимодействия дислокаций решетки со структурными дефектами границы. [c.178]

В приведенном случае пайки стали ОЗВД золотом последнее, диффундируя по большеугловым границам и в объеме зерен паяемого металла, вызывает образование дислокационной сетки, имеющей наибольшее развитие по границам зерен. Повышенная проницаемость границ зерен обусловлена, с одной стороны, повышенной диффузионной подвижностью самой границы зерен, с другой — возникновением вокруг границ зерна области с повышенной диффузионной проницаемостью. [c.30]

В последнее время вновь получила распространение предложенная еще в 1929 г. Харгривсом и Хиллом модель переходной решетки. Для заданной разности ориентаций прилагающих зерен существует определенная система расположения атомов в тонком переходном слое, отвечающая условию минимума потенциальной энергии. Из модели переходной решетки, в частности, вытекает зависимость энергии границы зерна от разности ориентаг ций. Наибольшие затруднения модель встречаем при объяснении легкого скольжения в приграничных объемах В последнее время анализ возможной структуры большеугловой границы зерна, отвечающий накопленному экспериментальному материалу, сделан в работе Чалмерса. [c.78]

Если переходная область между двумя кристаллами имеет малую толщину и очень разунорядочена, такая граница аналогична большеугловой границе зерна и является некогерентной. В этом случае непрерывность рядов и плоскостей решетки на поверхности раздела нарушается. Когда растущие кристаллы достигают такого размера, что могут быть видимы в оптический микроскоп, границы в большинстве процессов зарождения и роста являются некогерентными. [c.233]

Граница зерна — это двумерный дефект кристаллической решетки, который вносит разориентацию в решетку, не создавая крупномасштабного поля напряжений. Как следствие монокристалл, содержащкй большеугловую границу, лучше всего описывается как два кристалла с различной ориентацией рещеток по разные стороны границы. В то же время малоугловая граница выглядит ка)к дефект в монокристалле. [c.79]

Химическая составляющая ассоциируется в основном с "ядром" большеугловой границы зерна и, по существу, связана с учетом пере- [c.84]

В рамках использованного нами локально-конфигурационного приближения при подсчете учитывается взаимодействие только ближайших соседей, поэтому значение в формулах (35) и (36) отвечает, очевидно, концентрации примесных атомов, адсорбированных в "ядре" большеугловой границы зерна с размером ядра около двух параметров решетки 2 (со — объем атома). В связи с этим и величины СЕ, л Р в формулах (37) — (42) также соответствуют предельной адсорбции в ядре, свободной энергии связи Р примеси с ядром большеугловой границы и концентрации в нем центров адсорбции а. [c.115]

Поверхностные (двумерные) дефекты, имеющие в двух измерениях размеры, во много раз превышающие параметр решетки, а в третьем - несколько параметров. К поверхностным дефектам относятся границы между зернами (большеугловые) и субзернами малоугло-, вые), дефекты упаковки, границы двойников и доменов, антифазные границы, поверхность кристалла. [c.35]

Как видно из рис. 36, до температуры 11. р сохраняется деформированное зерно. При температуре /[,. р в деформированном металле растут зародыши (рис. 36) новых зерен с неискаженной решеткой, отделенные от остальной части матрицы границами с большими углами разориентировки (большеугловыми границами) Новые зерна, вероятно, возникают в участках с повышенной плотностью дислокаций, где сосредоточены наибольшие искажения решетки, т, е. у границ деформированных зерен или плоскостей сдвига внутри зерен затем они растут в результате перехода к ним атомов от деформированных участков. [c.55]

В основе механизма роста зерен лежит миграция болыиеугловых границ. Таким образом, рост зерна контролируется диффузионным переходом атомов через большеугловую границу. [c.156]

Границы с малыми углами 0 менее подвижны, чем с большими. Скорость проскальзывания по границе с большим углом примерно в 10 раз больше, чем с малым углом. Большеугловые границы более подвижны в связи с тем, что содержат повышенную концентрацию вакансий. Подвижность границ с большими углами демонстрируется хорошо известным фактором при рекристаллизации быстрее всех растут зерна, повернутые на значительные углы. Например, для г. ц. к. металлов при повороте на угол 30—40° вокруг оси [111] по отношению к своим соседям наблюдается отличие текстуры рекристаллизации от текстуры деформации. Согласно теории большеугловых границ Мотта межзеренное проскальзывание, т. е. относительное движение двух кристаллических поверхностей, происходит тогда, когда появляется разупрочненное состояние ( оплавление ) атомов вокруг каждого из островков хорошего соответствия. Свободная энергия F, необходимая для процесса разупрочнения, уменьшается с повышением температуры и в точке плавления будет равна нулю, а при абсолютном нуле будет равна пЬ, где L — латентная теплота плавления на атом, а п — величина, характеризующая структуру границы и соответствующую числу атомов в островке хорошего соответствия. Согласно этой гипотезе предлагается следующий вид функции F T) [c.171]

При относительно небольших степенях деформации, когда ячеистая структура еще четко не сформирована, плотность дислокаций по обе стороны исходных границ соседних зерен часто оказывается существенно различной. Это объясняется неоднородным характером деформации различно ориентированных зерен поликристалла. В таком случае при нагреве некоторые из исходных зерен могут расти за счет соседних миграцией локальных участков своих большеугловых границ. В результате на мигрирующей границе образуются выступы или языки . Типичные примеры показаны на рис. 182. Движущей силой такого процесса является локальная разность объемных энергий (плотности дислокаций) по обе стороны от мигрирующего участка границы, созданная неоднородностью деформации. Граница (ее локальный участок) мигрирует в область соседнего зерна с более высокой плотностью дислокаций. Мигрирующий участок границы как бы выметает дефекты из пройденного ею участка (на рис. 182 области с разной плотностью дислокаций легко отличить по разной травимости). [c.317]

Движущей силой образования выступов (зубчатости) является разница в локальной плотности дефектов по обе стороны от данного участка границы. Эта разница может быть вызвана непосредственно неоднородными условиями деформации в граничащих зернах. Возможен и другой механизм, непосредственно наблюдавшийся на алюминии. Заключается он в том, что по одну сторону границы происходит коалесценция одного или нескольких субзерен с полным или, вероятнее, частичным исчезновением разделяющих их границ. В результате по эту сторону границы возникают субзерна, значительно превосходящие по размерам субзерпа, расположенные по другую сторону большеугловой границы. В сильно деформированном, текстурованном материале рассмотрен-ный ранее механизм чаще реализуется у границ зерен, [c.369]

Ли [54, 102], используя другую модель — модель зернограничных источников, попытался объяснить уравнение Холла — Петча путем рассмотрения начального этапа пластической деформации, т. е. объяснить начальную плотность подвижных дислокаций и ее связь с размером зерна. Исходя из того что скопления дислокаций редко наблюдаются (хотя специально оговаривалось, что это не является достаточным доказательством их отсутствия). Ли [54, 102] выдвигает альтернативный вариант объяснения, согласно которому начало пластической деформации в поликристалле связывается с эмиссией дислокаций выступами на большеугловых границах зерен. Из модели такой границы было рассчитано напряжение, необходимое для отрыва абсорбированной границей дислокаций и эмиссии ее в зерно. Это напряжение оказалось примерно одного порядка с напряжением предела текучести, следовательно, рассматриваемый процесс возможен без больших концентраций напряжения, т. е. без плоских скоплений дислокаций. [c.51]

Рис. 2.20. Захваченные большеугловой границей решеточные дислокации в магниевом сплаве. Каждая дислокация в границе связаны с решеточной дислокацией внутри зерна

Чистые металлы. Структура чистого Ni, подвергнутого ИПД кручением (5 оборотов при комнатной температуре, Р = = 7ГПа) [103], характеризовалась очень мелкими зернами равноосной формы со средним размером около 100 нм, содержащими высокую плотность решеточных дислокаций (рис. 3.1) (см. также п. 1.2.1). Сложный дифракционный контраст свидетельствовал о наличии внутренних упругих напряжений. Зерна имели преимущественно большеугловые границы, что подтверждается видом дифракционных картин, содержащих большое количество рефлексов, расположенных по окружностям. Эти данные находятся в согласии с результатами других структурных исследований Ni после интенсивной деформации кручением [23, 55]. [c.123]

При пониженных температурах появляется деформация двой-никования и может происходить фрагментация зерен. Если размер фрагментов в процессе термоциклирования изменяется незначительно, то их разориентировка увеличивается и образуются большеугловые границы, т. е. в старом зерне образуются новые. Этот процесс носит деформационный характер и связан с перераспределением дислокаций. Механическая усталость при больших амплитудах напряжений (малоцикловая усталость) также характеризуется фрагментизацией зерен. Таким образом, механизм пластической деформации при термической усталости в зависимости от свойств материала, максимальной температуры цикла, температурного интервала и других факторов имеет в той или иной мере сходство с аналогичными механизмами при явлениях ползучести и усталости. [c.103]

По современным представлениям, зародышем рекристаллизацион-ного зерна может быть. участок металла, имеющий весьма совершенную структуру и окруженный большеугловыми границами. Однако конкретный механизм формирования такого участка зависит от условий деформации (схемы, степени деформации и ее скорости, температуры, кристаллографической ориентировки деформирующих усилий), от свойств материала (характера систем скольжения, энергии дефектов упаковки и, следовательно, склонности к динамическому отдыху, величины зерна, наличия частиц избыточных фаз и т.д.) и условий нагрева. [c.95]

Образование двойника происходит, когда зерно А врастает в зерна 5i и Границы зерен ASi и являются большеугловыми границами с большой энергией. Энергетически выгодные условия возникают, когда образуется зерно А с ориентацией двойника. Сумма энергий границ зерен A SinA S2, а также границы двойника АА должна быть меньше, чем соответствующая граничная энергия системы, в которой не образуется двойник. Двойники возникают преимущественно в металлах и сплавах с низкой энергией дефектов упаковки, а также в металлах с г. ц. к. решеткой (Си и ее сплавы, аустенитные стали) после рекристаллизации и роста зерна. Рост двойника заканчивается, когда порядок упаковки слоев возвращается к первоначальному. [c.87]

Поликристаллический сплав содержит огромное число мелких зерен В соседних зернах решетки ориентированы различно (рис. 1.21), и грани ца между зернами представляет собой переходный слой шириной 1 — 5 нм В нем нарушена правильность расположения атомов, имеются скопления дислокаций, повышена концентрация примесей. Границы между зернами называются большеугловыми, так как соответственные кристаллографические направления в соседних зернах образуют углы в десятки градусов (см. рис. 1.21, а). [c.35]

На стадии первичной рекристаллизации зарождение и рост новых зерен происходят одновременно. Зерна растут путем движения большеугловых границ через наклепанный металл. В таком зерне плотность дислокаций и других дефектов минимальна, в наклепанном металле — максимальна. [c.136]

Дислокации могут препятствовать движению малоугловых границ или поглощаться ими, что оказывает влияние на возрастание граничного угла и разориенти-ровку границ зерен. Следует отметить, что структура границ резко отличается от структуры приграничных участков зерна. Высказывалось даже малообоснованное предположение (Ф. Вайнбер [80, с. 126—171]), что структура границ с большой разориентировкой подобна структуре жидкости, хотя большеугловые границы зерен имеют кристаллическую структуру дальнего порядка, а жидкость — мгновенную структуру ближнего порядка. Ширина границ зерен в чистых металлах может состоять из одного или нескольких атомных слоев. В сплавах, в зависимости от коэффициента распределения второго компонента, ширина границ достигает значительных размеров, особенно при небольшой скорости роста столбчатых кристаллов. Скопление дислокаций и наличие крупных выделений на границе перехода от одной структурной зоны к другой должно оказывать отрицательное влияние на механические свойства и деформируемость слитка. Применение модификаторов [4] и затравки может способствовать рафинированию расплава и более равномерному распределению дислокаций в слитке. [c.74]

Металлографические исследования показали, что в области темцератур 700—800 К активную роль, играют также границы исходных зерен. Наблюдается их интенсивная миграция, вследствие чего уже на этапе упрочения размер зерен сильно увеличивается, достигая при деформации 50% примерно 600 мкм. Границы зерен извилистые, зерна вытянуты вдоль направлений, совпадающих с направлениями полос на поверхности. Полосы — результат проскальзывания зерен по границам, при этом некоторые из них выводят на поверхность (выдавливаются из объема), обнажая новые поверхно- сти своих границ. При температурах 700—800 К появляется особенность структуры, отличающая ее. от таковой при более низких температурах образование новых зерен в этих условиях связано с наличием в материале исходных границ. Новые зерна возникают от исходных границ за счет выпучивания последних и построения перетяжек. Внутри объема исходных зерен новые не возникают. При этом границы зерен практически не отличаются от имеющихся по всему объему образца большеугловых субграниц. Часто наблюдаются смешанные стыки границ зерен и субзерен (в том трсле и малоугловых), поэтому они выглядят как разорванные с перетяжками из малоугловых границ. [c.41]

Состояние границ зерен. В структуре ультрамелкозернистых СП материалов резко возрастает общая протяженность границ зерен (размер зертн характеризует по существу величину, обратную площади границ зерен, приходящихся на единицу объема). При этом границы зерен являются не только геометрическими поверхностями, разделяющими зерна различной ориентации, но и важным структурным элементом поликристаллического материала, определяющим его свойства. К сожалению, этому вопросу при исследованиях структурной СП уделялось мало внимания, что во многом связано с недостатком данных о поведении границ зерен в процессах пластической деформации. Однако достигнутый в последние годы прогресс в понимании структуры и свойств большеугловых границ зерен [52—54] позволил по-новому подойти к постановке и анализу экспериментов, направленных на выяснение роли состояния границ в проявлении СПД, [c.23]

В этой связи представляют интерес данные об изменении структуры при нагреве мелкозернистого сплава ЖС6У [354]. Этот сплав с зернами rf = 2 мкм после горячей экструзии и охлаждения содержит большое количество дисперсных частиц у -фазы кубической формы (рис. 100, а). Однако после нагрева при температуре выше 1050 °С частицы теряют кубическую форму и коагулируют,, вследствие чего в сплаве формируется микродуплексная структура, состоящая из зерен у- и -фаз (рис. 100,6). Электронная микроскопия фольг позволила установить изменение структуры меж-фазных границ 7" и -у -фаз при трансформации исходных дисперсных Y -выделений в зерна. На границах -выделений и матрицы виден характерный б-полосчатый контраст (рис. 100, б), свидетельствующий о когерентности этих границ. В то же время в отожженных образцах на границах у- и -у -фаз наблюдается полосчатый контраст, типичный для обычных большеугловых границ (рис. 100,г). [c.234]

Электрохимические закономерности выделения водорода из водного раствора НО на большеугловых границах зерен а-железа с адсорбированным здесь фосфором исследовали на "макромоделях" такой границы аморфном сплаве Рвв,Р, и интерметаллоиде РвдР [217]. Было показано, что реакция рекомбинации водорода, действительно, замедляется в этих сплавах, по qpaвнeнию с твердыми растворами Ре — р, где для объема зерна характерна концентрация фосфора " 0,01%(ат). [c.179]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...