Структурные методы исследования металлов и сплавов

СТРУКТУРНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ [c.105]

Исследование паяных соединений ведется практически всеми существующими методами изучения металлов и сплавов. Наибольшее применение при исследовании паяных соединений получил структурный анализ. [c.309]

Использование установки ИМАШ-9-66 открывает принципиально новые возможности для изучения влияния таких факторов, как температура, время и скорость растяжения, на процессы упрочнения и разупрочнения металлов и сплавов в различном структурном состоянии (после тех или иных режимов термической или термомеханической обработок). Измерение микротвердости может служить также одним из чувствительных методов изучения механизма деформации, закономерностей фазовых и структурных превращений широкого класса материалов. Например, в работах [66 67 ], выполненных на установке ИМАШ-9-66, показано, что метод измерения микротвердости позволяет на основании анализа температурной зависимости микротвердости устанавливать температурные интервалы для полупроводниковых материалов с различными механизмами деформации, а также определять природу этих механизмов и изучать влияние на них легирования и других факторов. С помощью полученных температурных зависимостей микротвердости проведено исследование кинетики процессов старения и разупрочнения ряда сталей и сплавов [48, с. 25—32 85—95 68 69], влияния фазового наклепа на упрочнение аустенита [50, с. 27—31 ], роли неметаллических включений в процессе высокотемпературного разрушения стали [50, с. 110—114 129—132] и др. [c.172]

Наряду с развитием расчетных методов оценки долговечности деталей машин при циклическом нагружении [82—84] проводится широкое исследование структурных изменений металлов и сплавов, цель которого — не только выяснение физической природы усталости, но и поиск структурных критериев, позволяющих определить усталостные повреждения до наступления разрушения. [c.32]

В последнее время наметились изменения в подходе к металлографическим исследованиям. Это связано с тем, что свойства технических сплавов зависят не только от качественных особенностей микроструктуры, но и от ее количественных характеристик в области оптической металлографии в этом направлении накоплен значительный опыт [94]. Разработаны принципы и методы количественной металлографии, созданы приборы и устройства для проведения различных измерений. Измерения обычно проводятся для получения данных о микроструктуре, относительном содержании микроструктурных составляющих, размерах и распределении составляющих фаз. Другой важной характеристикой, которую обычно требуется определить, является размер зерна металлов и сплавов. Можно упомянуть и специфическое структурное исследование — измерение двугранных углов для определения поверхностной энергии. [c.59]

При исследовании процессов контактного взаимодействия наиболее важны вопросы фазовых превращений в зоне деформации, диффузионного перераспределения легирующих элементов твердых растворов под действием внешних факторов, образования и размножения линейных (дислокаций) и точечных (вакансий) дефектов кристаллической решетки, определения остаточных деформаций, преимущественной ориентации (текстуры), т. е. изменений внутренней структуры деформированных трением металлов и сплавов. Одним из преимуществ рентгеновского метода исследования материалов является то, что получаемые параметры структурного состояния являются усредненными по значительным объемам и обеспечивают удовлетворительную корреляцию с физическими свойствами изучаемых объектов. [c.67]

Методы решения диффузионных задач многообразны в зависимости от конкретных условий исследовательской практики. Они подробно изложены в работе [18] и относятся в основном объемным изменениям в структуре металлов и сплавов. Исследования диффузионных процессов при трении связаны со значительными экспериментальными и теоретическими трудностями. Последние обусловлены тем обстоятельством, что структура металлических систем формируется в результате сложной совокупности процессов, происходящих при трении и вызванных высоким уровнем напряжений, влиянием окружающей среды (см. гл. 4), значительными объемными и поверхностными температурами и температурными градиентами. Многочисленные экспериментальные данные показывают, что процессы структурных изменений при трении локализуются в тонких поверхностных слоях, и активная зона может быть отнесена к тонкопленочным объектам. Масштабный эффект сопровождается многообразием отклонений физических и физико-химических свойств системы от монолитного состояния для сплавов наиболее характерной особенностью является значительное изменение пределов растворимости. Кроме того, структура поверхностей трения является диссипативной, т. е. образующейся и поддерживаемой в нелинейной системе с большим числом степеней свободы с помощью внешнего источника энергии [71, 109]. Вторичная структура (диссипативная структура, формирующаяся при трении) — результат неустойчивости, образуется вследствие флуктуаций мерой скорости ее образования является производство избыточной энтропии. Структура поверхности трения — это новое состояние вещества вдали от равновесия и неустойчивости, порожденное потоком свободной энергии и приводящее к новым типам организации материи за [c.139]

Например, так называемые структурные методы позволяют определять структуру металлов и отдельные ее элементы, имеющие размеры от видимых невооруженным глазом до межатомных расстояний (10 см). По изменению структуры сплавов можно изучать превращения, происходящие в сплавах при изменении их химического состава и условий обработки. К структурным методам исследования относятся макроскопический, микроскопический и рентгеновский анализы. [c.9]

В современном металловедении физические методы исследования находят все большее применение. Эта тенденция связана с тем, что происходящие в металлах и сплавах различного рода внутри-структурные процессы, которые определяют механические свойства, часто определяются изменением расположения атомов на расстояниях в десятки ангстрем или изменением электронной структуры сплава. Такие процессы наиболее ясное свое выражение находят в большинстве случаев в изменении электросопротивления, т. э. д. с., эффекта Холла, магнитных и других физических свойств. [c.391]

Метод электрического сопротивления может быть применен для определения величины удельного электрического сопротивления р и температурного коэффициента электрического сопротивления <х, знание которых необходимо для характеристики металлов и сплавов, применяемых в электротехнике, а также для изучения фазовых и структурных превращений, протекающих в металлах и сплавах в твердом состоянии. Например, при исследовании процесса отпуска стали получают кривую электрическое сопротивление — температура отпуска. Изменение электрического сопротивления, характеризуемое этой кривой, указывает на превращения, протекающие в стали при отпуске. [c.25]

Электронная микроскопия и электронография — важнейшие методы исследования структуры металлов. Применение этих методов позволило не только уточнить сложившиеся представления о той или иной структуре, но и открыть ряд новых, до того не известных особенностей тонкой структуры металлов и сплавов, получить новые сведения о механизме фазовых превращений, пластической деформации и разрушениях, о тонких структурных несовершенствах кристаллов, о химической неоднородности сплавов и т. д. [c.165]

Измерение магнитных параметров материалов нередко используется как метод исследования фазовых превращений и структурных изменений при пагреве и охлаждении ферромагнитных металлов и сплавов, а также при других воздействиях на них. [c.140]

Монография состоит из семи глав. В гл. I рассмотрены основные положения теории фазовых превращений в металлах и сплавах в твердом состоянии, а также закономерности превращений железа, титана и их сплавов в изотермических условиях. В гл. II показаны условия их протекания в зоне термического влияния при сварке плавлением. В гл. III описаны новые методы и аппаратура для изучения кинетики фазовых превращений и изменений структуры и свойств металлов в неравновесных условиях при сварке и термомеханической обработке, а также для исследования задержанного разрушения и образования холодных трещин. В гл. IV приведены результаты исследования превращений при непрерывном нагреве, кинетики роста зерна и гомогенизации аустенита и Р-фазы сплавов титана при сварке. В гл. V рассмотрены основные закономерности фазовых превращений в условиях непрерывного охлаждения при сварке. В гл. VI изложен механизм задержанного разрушения сталей и сплавов титана, установлены критерии оценки этого явления и показано влияние легирующих элементов, параметров термического цикла и жесткости сварных соединений на" сопротивляемость этих материалов образованию холодных трещин при сварке. В гл. VII приведены характеристики свариваемости сталей и сплавов титана различных структурных классов и систем легирования, сформулированы критерии выбора технологии и режимов их сварки и показаны пути регулирования структуры и свойств сварных соединений как в процессе сварки, так и при последующей термической, термомеханической или механико-термической обработке. [c.10]

Представленная схема хорошо согласуется со многими экспериментальными фактами, обнаруженными методами электронной микроскопии и P А в чистых металлах, подвергнутых интенсивной деформации равноосной формой зерен, значительными искажениями кристаллической решетки, наличием дислокаций высокой плотности в границах зерен и т. д. Вместе с тем закономерности структурных изменений и механизм формирования наноструктур в различных сплавах при интенсивных деформациях остаются еще мало изученными, и их выявление остается актуальной проблемой, требующей дальнейших исследований. [c.47]

Физические и химические методы, позволяющие судить о превращениях, протекающих в тех или иных металлических сплавах, существенно дополняют данные структурного исследования. Они позволяют определять изменения состояния металлов, которые не удается отметить структурными методами (в частности, когда превращения, протекающие в них, приводят к изменению электронной структуры атомов металлов). Измерение электрического сопротивления позволяет указать природу образующихся новых фаз в металле и т. д. [c.8]

Роль микроанализа тем более значительна, что между структурой металла, видимой в микроскопе, и многими его свойствами Существует достаточно определенная связь, причем результаты микроанализа позволяют в ряде случаев понять и объяснить причины изменения свойств сплавов в зависимости от изменения химического состава и условий обработки сплава. Однако эта связь имеет лишь качественный характер, и при использовании микроанализа в качестве единственного метода исследования невозможно определить характер и механизм многих превращений в сплавах и природу и свойства отдельных фаз и структурных составляющих. Для решения этих вопросов необходимо (см. стр. 15) использование нескольких методов исследования. [c.56]

Приведенные примеры говорят о том, что изучение температурной зависимости магнитной восприимчивости можно использовать для обнаружения и исследования фазовых превращений, по крайней мере, в упорядочивающихся сплавах переходных металлов. Легкость изготовления необходимых для подобных исследований образцов, высокая точность измерений и простота обработки экспериментальных данных, а также высокая чувствительность магнитных свойств к структурным изменениям в сплавах определяют достоинства этого метода. [c.9]

Рентгеновский метод исследования металлов и сплавов Ёключает 1) рентгеновскую дефектоскопию (просвечивание) 2) рентгеновский структурный анализ 3) рентгеновский спектральный анализ [1] [25] [381 [581- [c.59]

РЕНТГЕНОВСКИЙ СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ (рентгеноструктурный анализ) — методы исследования атомного строения вещества по распределению в пространстве и интенсивностям рассеянного на анализируемом объекте рентг. излучения. Р. с. а. кристал-лич. материалов позволяет устанавливать координаты атомов с точностью до 0,1—0,01 нм, определять характеристики тепловых колебаний этих атомов, включая анизотропию и отклонения от гармония, закона, получать по эксперим. дифракц. данным распределения в пространстве плотности валентных электронов на хим. связях в кристаллах и молекулах. Этими методами исследуются металлы и сплавы, минералы, неор-ганич. и органич. соединения, белки, нуклеиновые кислоты, вирусы. Спец, методы Р. с. а. позволяют изучать полимеры, аморфные материалы, жидкости, газы. [c.369]

Голованенко С. А., Маренкова Н. А. Особенности кинетики фазовых превращений аустенита, охлажденного из двухфазной области, изученные дилатометрическим методом//Новые методы структурных исследований металлов и сплавов. МДНТП, 1982. С. 118—122. [c.328]

Физические методы исследования, включая тепловую микроскопию, полюгают раскрыть реальный смысл указанных структурных параметров и уточнить кинетические уравнения, описывающие их изменение. Кроме того, тепловая микроскопия наряду с микроструктурным изучением процессов пластической деформации и разрушения конструкционных металлических и других материалов в условиях высокотемпературного нагрева или охлаждения до криогенных температур вносит большой вклад в разработку физических основ термической и других видов упрочняющей обработки металлов и сплавов. Вполне понятно, что для осуществления таких изысканий экспериментатор должен обладать достаточным арсеналом методов и средств непосредственного изучения строения и свойств металлических материалов в условиях высокотемпературного нагрева или глубокого охлаждения. [c.6]

Применение метода измерения электросопротивления к исследованию структурных изменений, вызванных в металлах и сплавах пластической деформацией, обусловлено тем, что электросопротив- [c.54]

В современном металловедении применяются методы исследования сплавов с помош ью радиоактивных изотопов ( меченых атомов), ультразвука, осциллографии, микрокиносъемки структурных изменений, происходяш их в сплаве при его тепловой и механической обработках, и т. д. Успехи металлофизики позволили связать важнейшие свойства металлов и сплавов с их атомно-кристаллическим строением. Именно атомно-кристаллическое строение в первую очередь определяет тепло- и электропроводность металлов, их пластичиость, твердость и многие другие свойства. В последнее время, воздействуя на кристаллическую решетку, исследователи научились влиять на свойства металлических сплавов в сторону их повышения. [c.152]

Развитие теоретических представлений и углубление знаний в области трения и изнашивания материалов во многом йависят от уровня экспериментальных исследований в этой области. Этот уровень, в свою очередь, определяется возможностями существующих методов исследования структуры и свойств поверхностей трения. В настоящей главе рассмотрены физические методы, используемые при анализе поверхностей трения. К ним относятся в первую очередь традиционные оптическая и электронная микроскопии, рентгеновская техника, электронография и спектроскопия. Особый интерес для исследования поверхностей трения представляют методы, не вызывающие нарушения, исследуемых поверхностей. В этой связи большое внимание уделено рентгенографическому методу скользящего пучка лучей, который специально разработан для анализа поверхностей трения и в силу ряда преимуществ (возможность послойного исследования в диапазоне толщин 10" —10" м, в котором локализуются основные процессы при трении., проведение исследований без дополнительной подготовки поверхности, неизбежно искажающей экспериментальные результаты), а также большой информативности самого рентгенографического метода является перспективным в оценке структурных изменений металлов и сплавов, деформированных трением. [c.58]

В работе проводилось комплексное изучение выбранных материалов, включающее металлографические исследования структуры сплавов, определение агрегатной твёрдости и микротвёрдости структурных составляющих основы металла и упрочняющей фазы, рептгепоструктурпые исследования поверхности трения до и после изнашивания, использовались рептгепоспектральпые методы, позволяющие оцепить распределения легирующих элементов между фазами сплавов. [c.53]

Смирнова А. В., Голиков И. Н., Прок ьева И. Н. Применение коли--чественной металлографии к исследованию структурных превращений в дие-персионно-твердеющих сплавах. — В кн. Новые методы испытаний металлов, [c.219]

Существуют различные методы исследования окисления кинетические, структурные и энергетические. Кинетические методы необходимы для количественной оценки скорости окиотения, структурные — для исследования продуктов реакции, энергетические - дают информацию о термодинамике процесса, о прочности сил связи в решетках окислов и сплавов. Рассмотрим эти методы применительно к сплавам для нагревателей. Наибольший интерес представляют методы изучения толстых окисных слоев, которые характерны для нагревателей, а также методы исследования тонких пленок, которые присутствуют на металле в состоянии поставки. [c.16]

Структурные исследования. Для нахождения положений внедренных атомов изучаемого изотопа в металлах и их сплавах задаются струк-, турной моделью двух встроенных друг в Друга подрешеток, одна из которых состоит из атомов металла, другая — из атома примеси. Таких моделей может быть несколько И для каждой из них методом Ван-Флека рассчитывают теоретически второй момент резонансной линии (Дv J, p). Экспериментально второй момент линии (AVз J(.p) определяют по спектру ЯМР, предполагая, что в выбранном температурном интервале подрё-шетку из внедренных атомов можно считать жесткой. Отличие между и ДУдксп не [c.178]

Дальнейшее изучение явления привело к обнаружению ряда новых эффектов, связанных со структурными изменениями в поверхностном слое, физико-химическими превращениями в смазочном материале, в частности образованием ПАВ, полимеризацией на фрикционном контакте, образованием комплексных соединений с ионами легирующих элементов. Так, в результате исследований поверхностного слоя медного сплава выдвинуто предпо.пожение о его особом квазиожиженном состоянии, характеризующемся нарушением дальнего порядка в кристаллической решетке металла или сплава в результате изъятия части атомов. Особое структурное состояние данного слоя в отношении распределения в нем плотности вакансий и дислокаций было впоследствии выявлено рентгенографическими исследованиями методом скользящего рентгеновского пучка [114]. С помощью этого метода установлено, что под поверхностью трения медного сплава или меди в глицерине существует слой с минимальной плотностью дислокаций (рис. 2.18). Это снижение гиютности дислокаций объясняется авторами метода действием эффекта Ребиндера, при котором продукты деструкции глицерина, действуя как ПАВ, адсорбируются на поверхности и снижают свободную поверхностную энергию, способствуя выходу дислокаций на поверхность. [c.61]

Данный метод исследования газовой коррозии мождо принять только в том случае, когда сопротивление увеличивается исключительно вследствие уменьшения поперечного сечения образцов и не связано с нагревом металла. Применение метода еще затрудняет неравномерное окисление структурных составляющих ряда сплавов. Поэтому им пользуются только при достаточно малых изменениях электросопротивления в зависимости от состава сплава. Несмотря на приведенные ограничения, метод измерения электросопротивления оправдал себя при проведении ряда работ по изучению газовой коррозии [102— 105]. Неприемлемым оказался этот метод при определении скорости окисления хромоникелевых сплавов в связи с тем, что термообработка влияет на их электросопротивление [106]. [c.92]

Из многих источников, в том числе из большого числа работ Борелиуса и его коллег, следует, что в закаленных сплавах кластеры образуются очень быстро, причем наиболее значительные изменения физических свойств часто предшествуют структурным изменениям, фиксируемым рентгеновским или электронномикроскопическим методом. Калориметрические измерения и измерения электросопротивления, проведенные на сплаве алюминия с 1,9% меди [27], показали, что кластеры образуются в процессе изотермических выдержек даже при температуре —45° С. Скорость перемещения атомов меди в этих экспериментах по крайней мере в 10 превышала величину, рассчитанную на основании данных о коэффициенте диффузии при высоких температурах. Было установлено, что скорость превращения увеличивается при увеличении скорости закалки, а прерывание охлаждения при 200° С на несколько секунд снижает скорость превращения в 10— 100 раз, хотя никаких заметных изменений во время этой кратковременной выдержки при 200° С не происходит. Эти данные находятся в полном соответствии с представлением о зависимостщ скорости превращения от числа зафиксированных закалкой вакансий, а анализ температурной зависимости дал для энергии активации величину около эв на атом. Эта величина почти точно совпадает с энергией активации, установленной в аналогичных экспериментах по старению сплавов алюминий — серебро и с энергией активации отжига вакансий в чистом алюминии. Электронно-микроскопические исследования, проведенные на закаленных чистых металлах и разбавленных сплавах, пока зали, что избыточные вакансии собираются в диски, которые захлопываются с образованием дислокационных петель. В сплавах алюминий — медь, содержащих более 2% меди, дислокационные петли обнаружены не были, и вакансии, вероятно, осаждаются на винтовых дислокациях, приводя к образованию геликоидов. В сплавах, пересыщенных и по отношению к вакансиям, и по отношению к растворенным атомам, ситуация, безусловно, более сложна. По-видимому, в этом случае должно существовать сильное взаимодействие между вакансиями и растворенными атомами. Образование комплексов вакансия — атом растворенного элемента могло бы привести к быстрой миграции растворенных атомов и объяснить очень быстрое образование сегрегатов, предшествующее, по-видимому, формированию зон. Если это предположение верно, вакансии, движущиеся к винтовым дислокациям, должны переносить с собой атомы растворенного элемента имеются экспериментальные данныё, показывающие, что 0 -пластинки [c.307]

Термоциклическая обработка (ТЦО) — новый метод упрочнения заготовок и деталей машин. За счет интенсификации процессов диффузии, фазовых и структурных превращений он позволяет сократить длительность термической обработки, улучшить весь комплекс механических свойств, а значит — надежность деталей машин. Авторами книги — известными учеными, разработчиками отечественного метода ТЦО — предпринята попытка сформулировать его теоретические основы и технологию на базе исследований ТЦО порошковых сплавов, сварных соединений сталей и чугунрв, ряда сплавов алюминия, меди и других металлов. [c.2]

Настоящее сообщение представляет собой краткий обзор работ по выяснению роли фононной теплопроводности в чистых металлах,. выполненных в последнее время в ЦКТИ им. И. И. Ползунова. В работах 1958—1962 гг. было показано, что в сплавах на основе железа, никеля, титана роль фононной теплопроводности может быть весьма заметной. Этот факт позволил успешно применить метод теплопроводности для исследования структурных изменений, которые происходят в сталях и сплавах под влиянием различных факторов. В связи с этим большой интерес имеет выяснение того, сплавы каких металлов (кроме перечисленных выше) целесообразно исследовать при помощи метода теплопроводности. Решение этого вопроса в значительной степени зависит от того, насколько велика роль фононной проводимости в том или другом чистом металле. Кроме того, вопрос о роли фононной теплопроводности в чистых металлах имеет и большой научный интерес. Следует отметить, что до сих пор он остается в значительной степени открытым. Наиболее широко распространенным является мнение о том, что вообще в металлах (не говоря о чистых хорошо проводящих металлах I группы) роль фононной проводимости пренебрежи.мо мала (смотри, например, [I]). На наш взгляд, такое представление является принципиально неправильным. [c.376]

НОГО метода структурных изменений в ферромагнитных металлах (например, рекристаллизации) при термических обработках [36]. В ряде работ измерения гальваномагнитных [10] и термомагнитных [37] эффектов были также с успехом применены для исследования упорядочения в сплавах. [c.226]

Основное преимущество применения метода микротвердости в металловедении — возможность изучения свойств малых объемов материалов, например отдельных фаз и структурных составляющих металлических сплавов. В настоящее время имеется больщое количество работ по исследованию методом микротвердости структур металлов, в частности, облученных нейтронами. В данной работе сделана попытка кратко обобщить результаты, относящиеся к этому вопросу. [c.236]

В работе [17, с. 124] исследован процесс комплексного насыщения сплава ЖС6К алюминием совместно с танталом или ниобием, изучены фазовый состав и структура покрытий и их стойкость против окисления при 1100° С в продолжение 100—300 ч. Покрытия наносили методом окраски или окунания в шликер с последующим отжигом (после предварительной сушки) при температуре 1050° С в течение 4 ч в вакууме 1-10 мм рт. ст. Шликер готовили из порошка алюминия (ПАК-3) и порошков ниобия или тантала зернистостью до 40 мкм растворителем служил параксилол, стабилизатором — полистирол. Толщина наносимого слоя составляла приблизительно 0,1 мм. Исследования жаростойкости сплавов показали, что лучшими защитными свойствами обладали покрытия из шликеров, в которых металлы были взяты в соотношении, % (по массе) 70 Та + 30 А1 и 60 № + + 40 А1. Глубина алюминидных покрытий, легированных танталом, составляла 50—60 мкм, ниобием 90—100 мкм. При испытаниях таких покрытий на жаростойкость в них происходят в общем те же структурные и фазовые превращения, что и в чисто алюминидных покрытиях, однако диффузионные процессы значительно замедляются. Это и является причиной более высоких защитных свойств комплексных покрытий. [c.290]

Описанный трудоемкий расчет просто подтверждает, что метод линейного отклика приводит к тому же результату, что и кинетическое уравнение, при вычислении электропроводности, скажем, разбавленного металлического сплава. Приведенное доказательство не дает нам гарантии того, что мы вправе пользоваться феноменологической формулой (10.37) при расчете удельного сопротивления жидкого переходного металла, так как в этом случае действие i-матриц рассеяния на отдельных атомах наверняка должно быть промодулировано структурным фактором 5 (д). Почти во всех встречающихся на практике ситуациях представляется более надежным опираться на результаты ряда исследований [66, 67], в которых установ.иено, в каких условиях теория линей- [c.509]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...