Структура границы

Для изучения дисперсных структур, а также тонких деталей грубых структур (границы зерна, блочное строение и т. д.) в металлографии применяют электронный микроскоп. [c.38]

Мультифрактальные характеристики структуры границ зерен, предел текучести От, и средний размер зерна d, мм аустенитных Ni-Mn-сталей (И.Ж. Бунин и др.) [c.125]

Можно ли вывести какую-либо одну совершенно определенную структуру границ зерен и других структурных элементов Если да - какова она [c.161]

Мысль о том, что границы зерен и межчастичные границы остальных уровней масштабной структурной иерархии поликристаллических сплавов представляют собой самостоятельную фазу поликристалла, высказывалась давно. Предполагалось, что можно определить некую единственную структуру границы зерна, посредством которой можно будет вычислить свойства материалов. Однако ни одна из многочисленных моделей строения границы зерна (совпадающих узлов, структурных единиц и др.) оказалась не в состоянии решить эту задачу. Изложенный выше материал показал нам, что в зависимости от наличия свободного или избыточного объема (пористости) и зер- [c.310]

МУЛЬТИФРАКТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СТРУКТУР ГРАНИЦ ЗЕРЕН ВЫСОКОПРОЧНЫХ Mn-Ni-V- u- СТАЛЕЙ [c.204]

Структура атомно-молекулярного и зернистого строения реальных твердых тел очень сложная, и нет никакой возможности сколько-нибудь удовлетворительно построить теорию деформирования и разрушения твердых тел, основываясь на анализе сил межатомного взаимодействия. Например, сплавы металлов состоят из различным образом ориентированных мелких кристаллов, компонующихся в более крупные образования — зерна, которые имеют сложную структуру границ взаимодействия с соседними зернами. [c.133]

Рис. 95. Взаиморасположение атомов в плоскостях [111]. принадлежащих двум г. ц. к. решеткам, повернутым одна относительно другой вокруг <111> на 38,2 . и атомная структура границы между кристаллами, развернутыми друг относительно друга на 38°

Таким образом, теория дислокационного строения границ зерен предполагает, что структура границ зависит от угла разориентации, следовательно, и свойства границ зерен (в частности, энергия границ) также должны зависеть от этих углов. Эксперименты подтверждают этот факт, доказывая тем самым дислокационную природу границ зерен. [c.166]

Непосредственные наблюдения за ростом зерен показали, что истинная скорость роста в отличие от средней не постоянна во времени. Рост зерен, как правило, происходит скачкообразно, причем максимальные значения скорости (в момент скачка) выше средней скорости не менее чем на порядок. Причины этого еще не совсем ясны и вероятнее всего связаны со структурой границ, действием примесей и канавками термического травления. [c.339]

Для системы покрытие—матрица границу раздела представим в виде контакта двух поверхностей, характеризующихся неровностями в виде ступенек с углом ориентации относительно геометрической плоскости раздела а, средней высотой и длиной Ь . С учетом того, что взаимодействие фаз происходит на отдельных участках — активных центрах, структуру границы контакта будем описывать функцией распределения Р а.), при этом количество активных центров, ориентированных в сегменте а, а- - а будет соответственно равно Р (а) с1и. На рисунке показана модель взаимодействия двух поверхностей на одном активном центре. Энергия адгезии системы двух металлов, разделенных промежутком Н, представляет собой избыточную часть поверхностной энергии этой системы при удалении в бесконечность и равна работе, отнесенной к единице площади поверхности, которую необходимо затратить, чтобы увеличить расстояние между поверхностями от > до со [1]. С учетом пространственной ориентации для одного активного центра энергия адгезии равна [c.5]

Установление связи между покрытием и основным металлом происходит в основном за счет механического взаимодействия н сплавления частиц покрытия и металла. От того, какой вид связи превалирует, будут зависеть структуры границы и переходной зоны, выявляемые при микроскопических исследованиях. [c.156]

Изучение структуры границы и переходной зоны между покрытием и основным металлом связано с определенными трудностями. Во-первых, необходимо применять раздельное травление материалов покрытия и основного металла, что затрудняет получение качественного объекта исследования. Во-вторых, если при напылении образуется переходная зона, то размеры ее обычно невелики, и вследствие этого сложно получить достоверную информацию о структуре приграничных участков. [c.156]

В числе многих других результатов исследований были получены экспериментальные данные о структуре границы горизонта, необходимые для выбора опорного слоя в оптическом диапазоне волн при конструировании навигационных приборов, установлены возможности ориентации космического корабля по звездам и выполнения астронавигационных измерений с помощью секстанта. Кроме того, было исследовано поведение жидкости в условиях невесомости, проведены сравнительные вестибулярные пробы в тех же условиях и наблюдения за физиологическим состоянием членов экипажа на различных этапах полета. [c.447]

Содержащие хлорид меди травители имеют и другое достоинство, заключающееся в том, что образующийся на поверхности шлифа слой меди защищает участки несплошности материала от воздействия просачивающихся из пустот остатков травителя. После удаления поверхностных слоев меди еще сохранившиеся остатки травителя нейтрализуют аммиаком. Анализируя структуру границ аустенитных зерен, можно исследовать распространение трещин при коррозии под напряжением или закалочных 94 [c.94]

Сокращение размеров образцов, наблюдаемое при нагреве наноструктурных материалов, полученных ИПД, по-видимому, обусловлено изменениями структуры границ зерен, связанными с переходом неравновесных границ в равновесное состояние. [c.83]

Кинетика дилатометрических изменений наноструктурных металлов, очевидно, определяется кинетикой структурных превращений в границах зерен, и дилатометрический метод может быть использован для исследования процессов возврата структуры границ в поликристаллах. [c.84]

Экспериментальные данные о необычной дефектной структуре границ зерен в наноструктурных материалах, полученных интенсивной пластической деформацией, наблюдение искажений кристаллической решетки вблизи границ зерен легли в основу развиваемых модельных представлений об атомной структуре и свойствах этих материалов [12]. Данные представления базируются на концепции неравновесных границ зерен, которая была введена в научную литературу в 70-80-х годах [110, 111] и позднее стала широко использоваться при описаниях взаимодействий решеточных дислокаций и границ зерен, для анализа рекристаллизационных и деформационных процессов в поликристаллах [3, 172]. Ниже будут кратко рассмотрены основные положения физики неравновесных границ, дано описание структурной модели нанокристаллов и ее развитие для понимания их необычных свойств. [c.87]

При отклонении разориентировки соседних зерен от ориентации, точно соответствующей специальной, особые свойства специальных границ изменяются не резко, а постепенно. Структура таких границ может быть представлена как специальная, но с наложенной сеткой структурных зернограничных дислокаций, компенсирующей отклонение от идеальной ориентировки. В общем случае для описания структуры границ, близких к специальным, требуются три сетки параллельных ЗГД, величина вектора Бюргерса которых обратно пропорционально Согласно геометриче- [c.88]

Вместе с тем полагая, что межзеренные границы имеют упорядоченное строение, в них можно рассматривать существование нарушений этого строения. Эти дефекты могут быть аналогичны решеточным, но существуют и специфические зернограничные дефекты. Например, в границах зерен могут, присутствовать вакансии и межузельные атомы. Как показано путем машинного моделирования в работах [169, 170], несмотря на большую рыхлость структуры границ по сравнению с совершенной решеткой, зернограничные вакансии являются вполне определенным дефектом — отсутствующим атомом, хотя этот дефект и может быть больше размазан в границе, чем в совершенной кристаллической решетке. Межузельный атом также является вполне определенным дефектом в границе, хотя и его релаксация в границе больше чем в совершенной решетке [169]. Прямые наблюдения межузельных атомов, возникающих при облучении в границах [c.90]

Энергии неравновесной и равновесной границ, создающих одинаковый разворот кристаллов вдали от границы, различаются величинами энергии упругого поля и энергии взаимодействия между элементами зернограничной структуры. Конечно, это не означает, что если две границы имеют различные значения собственной энергии, то одна из них является неравновесной, поскольку энергия этих границ может быть разной из-за различия их кристаллографических параметров. Известно, что энергия границы зависит от параметров разориентировки зерен и плоскости залегания границы [202], в каком-то смысле, например, специальная граница более равновесна, чем произвольная. Однако далее мы будем рассматривать в основном неравновесное состояние границ, обусловленное присутствием дефектов дислокационного характера, и, используя термин неравновесная граница зерен , будем подразумевать только то, что такая граница имеет нескомпенсированные дальнодействующие напряжения, и на элементы зернограничной структуры действуют нескомпенсированные напряжения от других элементов структуры границы. Изучение указанного вида неравновесных границ имеет особый интерес, поскольку такие границы играют определяющую роль во многих процессах пластической деформации и рекристаллизации [ПО, 111, 146, 193, 203], а также, как будет показано ниже, в необычных свойствах наноструктурных материалов. [c.94]

Введенное представление о неравновесной структуре границ относится к континуальной среде. Однако полагая, что границы зерен имеют кристаллографически упорядоченное строение, в качестве источников упругих полей необходимо рассматривать дискретные нарушения этого строения — ЗГД и их комплексы. На рис. 2.18(9, ж схематично показаны комплексы ЗГД, создающие такой же характер упругих искажений у границ, как на рис. 2.18г, е (полностью эквивалентным континуальному представлению было бы введение непрерывного распределения бесконечно малых дислокаций). В представленных на этих рисунках случаях освобождение границы от упругих полей (возврат) может произойти путем удаления из нее ЗГД. В примере, показанном на рис. 2.18 , кроме того, возможно равномерное распределение ЗГД в границе, что приведет к их аннигиляции. Эти примеры, безусловно, не исчерпывают всех возможных путей возврата неравновесной структуры. [c.95]

На рисунке 2.11 схематически представлена нефрактальная (а) и фрактальная (б) зернистые микроструктуры. Для нефрактальной структуры границы зерен являются почти планарной структурой, т.е. обладают размерностью D S 2. Такие границы характерны для металлов в хорошо рекристаллизован-ном состоянии. При огрублении границы D 3. Для планарной структуры границ зерен выполняется точное соотношение между плотностью дислокаций [c.93]

Значения механических свойств и фрактальной размерности структуры границ зерен изученной стали (данные E.I. Курзиной и др.) [c.99]

В металлах и сплавах реализуется большое разнообразие структур - от высокоупорядоченных до полностью разупорядочеииых. Использование концепции фрактаюв применительно к микрострукт) рам в сплавах показало большую эффективность применения фрактальной размерности для количественного описания дислокационных структур, границ зерен, распределения частиц Б сплавах, строения поверхностей разрушения, дендритных структур и др. [c.106]

В качестве мультифракгальной характеристики структуры границ был принят параметр (мультифрактальный показатель скрытой упорядоченности структуры), изменение которого изучали в зависимости от отношения u/Ni. Анализ этой зависимости позволил выделить две группы стали 5, 16, 7, 12 (фуппа 1) и стали 10, 15,11 и 8 (группа 2), Они различаются тем, что структура [c.124]

Мультифрактмьные характеристики структур границ зерен, предел текучести От. МПа и средний размер зерна d, мм аустецитных Ni-Мп-сталей [c.205]

Домены отделены друг от друга границами, в которых осуществляется изменение ориентации спинов. Структура границы, называемой также стенкой Блоха, играет вал<ную роль в процессах намагничивания. Полный переворот спинов от направления в одном домене к направлению в соседнем домене не может осуществляться скачком в одной плоскости (рис. 10.22,а). Образование такой урезкой гранииы привело бы к очень большому проигрышу в об-348 [c.348]

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]

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]

Энергия совершенных границ Ур относительно невелика и даже для высокоугловых границ не превышает величины [ПО], гдеуо — истинная поверхностная энергия. По этой причине снижение эффективной поверхностной энергии при образовании трещины по границам будет невелико (примерно на / уо)- Однако при накоплении в области границ хаотически распределенных дислокаций энергии границ будет значительно выше. Такая ситуация возможна при температурах деформации ниже 0,4Гпл, когда процесс возврата структуры границ [337] происходит недостаточно полно. [c.199]

Проявление разнообразных случаев етруктурной коррозии сплавов связано g различными скоробтами раетворения отдельных структурных составляющих, имеющих разный химический состав, а также физически неоднородных участков металла (зерна, границе зерен, блочные структуры, границы блочных структур, кристаллографические плоскости и плоскости скольжения с различными атомными группировками, дислокации к другие дефекты кристаллической решетки). [c.32]

Подробно изложены современные представления о структуре границ зерен в поликристаллах — геометрическая теория, структурные дефекты, атомная теория с учетом энергетических параметров, взаимодействие границ с примесными атомами и т. д. Рассмотрены механизмы, определяющие прочностные и другие физические свойства поликристаллов, а также механизмы миграции и перестройки границ, зернограничного проскальзывания и охрупчивания (тре-щинообразования), сегрегации и диффузии примесей, представляющие значительный научный и практический интерес. Книга содержит результаты оригинальных исследований авторов, а также новые данные советских и зарубежных исследований. [c.319]

В специальных главах рассмотрены способы металлографического исследования сталей, чугунов, цветных металлов и их сплавов. К каждой главе дана небольшая вводная часть, где указаны характерные свойства данного материала и особенности выявления структуры. PeiaKTHBbi, как правило, подразделены на травители для выявления макро- и микроструктуры, среди которых выделяют реагенты для выявления общей структуры, границ и поверхностей зерен, отдельных фаз, неметаллических и окисных включений, дислокаций, фигур травления, фигур деформации и т. д. [c.7]

Выявление путем специальной термообработки, во время которой при полиморфноту превращении образуется определенная структура границ (ферритные, трооститные или цементитные сетки). Аналогичные изменения структуры границ происходят при цементации по методу Макквина—Эна. [c.91]

В работе [150] была сделана попытка рассчитать кривые релаксации избыточного объема в УМЗ Ni. Данные расчеты основывались на аналитических выражениях, описывающих релаксацию трех компонент дислокационной структуры границ зерен, отжиг неравновесных вакансий и рост зерен. В качестве указанных компонент дислокационной структуры границ зерен рассматривались неупорядоченные сетки внесенных зернограничных дислокаций, диполи стыковых дисклинаций, а также тангенциальные внесенные зернограничные дислокации. При построении кривых релаксации в [150] использовали подход, согласно которому каждый быстропротекающий процесс возврата может ускорить кинетику более медленного процесса. Полученные теоретические кривые в рамках сделанных предположений о дефектной структуре границ зерен достаточно хорошо описали экспериментальные за кономерности изменения длины наноструктурного ИПД Ni при ег последующем отжиге при различных температурах. [c.83]

Предпринимались разные попытки выявить характерные атомные конфигурации в зернограничной структуре, но пути решения этого вопроса удалось найти используя результаты геометрического анализа [164] и моделирования на ЭВМ [165-167], которые позволили выявить те кирпичики , из которых построена любая граница. Оказалось, что существует строго ограниченный набор координационных многогранников, по вершинам которых могут располагаться атомы в границе зерен. Эти многогранники совпадают с берналовскими полиэдрами, предложенными для описания структуры жидкостей и аморфных тел. В работе [168] показано, что многогранники можно разбить на тетраэдры и октаэдры, т. в. на основные элементы, характерные для кристаллической структуры металлов, однако искажения этих тетраэдров и октаэдров по сравнению с правильными формами довольно велики. В отличие от структуры аморфных тел, где атомные полиэдры расположены неупорядочено, в границе полиэдры располагаются в один слой, для них имеются жесткие граничные условия, обусловленные периодичностью кристаллов по обе стороны границы, что приводит к строго упорядоченному построению атомных групп в структуре границ. Упорядоченность структуры характерна для всех границ зерен. [c.89]

С помощью набора структурных единиц может быть лредста-влен непрерывный переход зернограничных структур через весь интервал разориентировок как для границ наклона (симметричных и несимметричных), так и для границ кручения. Все границы по этой модели имеют упорядоченное строение структура границы повторяется через определенный период, который можно назвать сегментом повторяемости. Очень важно, что теория структурных единиц прямо соответствует дислокационным моделям большеугловых границ. Еще Брэндон с соавторами (1966 г.) предположили, что отклонение разориентировки границы от специальной создается сеткой ЗГД аналогично тому, как сетка решеточных дислокаций создает малоугловую разориентировку в кристаллической решетке. Затем выяснилось, что эти ЗГД могут быть собственными, структурными и вторичными ЗГД Ядра этих ЗГД достаточно узкие — локализованные и, что очень важно, сохраняют свою индивидуальность при очень малых расстояниях между дислокациями [156]. К настоящему времени установлено, что описание с помощью структурных единиц позволяет выявить дислокационную структуру любой границы. [c.90]

В последние годы благодаря развитию экспериментальной техники, в первую очередь электронной микроскопии высокого разрешения и высокоразрешающих методов рентгеновской и электронной дифракции, стали возможными экспериментальные исследования структуры границ на атомном уровне. С помощью этих методов, а также ионной микроскопии получены убедительные доказательства справедливости кристаллогеометрических теорий для описания структуры границ. Эти выводы относятся как к межзе-ренным, так и к межфазным границам. [c.90]

Собственные ЗГД являются необходимыми в границе при данных ее параметрах с точки зрения граничной кристаллогеоме-трии, например для обеспечения отклонения разориентировки от специальной, поэтому они не являются дефектами структуры границы в прямом смысле этого слова. Согласно анализу [173], отклонение поверхности большеугловой специальной границы от плоскости хорошего сопряжения также может осуществляться с помощью системы ЗГД. Структурные ЗГД имеют векторы Бюргерса, соответствующие полной решетке наложения (ПРН) [160, 174], возможны также частичные ЗГД [175-180]. Упругие поля собственных ЗГД взаимно скомпенсированы, поэтому они не создают у границ дальнодействующих напряжений. [c.91]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...