Миграция границы зерен

Выравнивание границ и рост зерен связаны со стремлением системы к более равновесному состоянию с меньшей свободной энергией. В соответствии с этим в литом металле после завершения кристаллизации и в отожженном металле при нагреве происходят изменения в положении границ зерен, приводящие к снижению их поверхностной энергии. Последнее достигается в результате уменьшения суммарной поверхности зерен. Она уменьшается в результате выравнивания волнистых участков на границах и уменьшения числа зерен, т. е. увеличения их размеров (рис. 13.12,а). Этот процесс называется собирательной или вторичной рекристаллизацией. Рекристаллизация реализуется в результате смещения или миграции границ зерен. [c.503]

Степень миграции границ зерен определяется движущимися силами миграции, подвижностью границ и временем пребывания металла в области температур высокой диффузионной подвижности атомов. Движущая сила миграции определяется разницей свободных энергий границ в данном неравновесном и равновесном (после полного завершения миграции) состояниях. При прочих равных условиях движущая сила зависит главным образом от конфигурации граничных поверхностей, характеризуемой числом участков с повышенной кривизной в макро- и микроскопическом плане. Движущая сила на отдельных участках границы пропорциональна их суммарной кривизне l// i + l// 2, где 1 и / 2 — радиусы кривизны в двух взаимо перпендикулярных направлениях. Мигрирующая граница движется обычно к центру максимальной кривизны (рис. 13.12,6). Чем меньше число граней у зерна, тем больше их кривизна при заданном размере и тем интенсивнее идет миграция границ. На стыках границ зерна (для двумерной системы трех зерен) движущая сила миграции пропорциональна отклонению соотношения смежных углов от равновесного. Последнему соответствует равенство углов между тремя границами, составляющих 120° (рис. 13.12,а). В этом случае уравновешиваются силы поверхностного натяжения на стыкующихся участках границ, что соответствует наименьшему значению свободной энергии. Смещение стыка границ О в положение О приведет к искривлению границ. Это вызовет перемещение границ в направлении к центру их кривизны до спрямления, т. е. зерно А будет расти за счет зерен В и С. [c.504]

Теплая деформация в температурном диапазоне 7= = (0,34-0,6) Гпл сопровождается перестройкой дислокационной структуры вследствие переползания краевых дислокаций, но без существенной миграции границ зерен вследствие диффузии. [c.256]

Горячая деформация при 7 > (0,6Ч-0,7) Гпл сопровождается не только интенсивной перестройкой дислокационной структуры и сохранением устойчивых при высоких температурах дислокационных структур, но и миграцией границ зерен и субзерен, связанных с развитием разупрочняющих процессов (рекристаллизации). [c.256]

ТЕОРИЯ ОРИЕНТИРОВАННОГО РОСТА. Эта теория основана на том факте, что подвижность границ М. и соответственно скорость миграции границ зерен резко зависят от взаимной ориентировки соседних кристаллов и ряда других факторов, Согласно указанной теории на [c.406]

Для некоторых металлов красноломкость не наблюдается, что связано с повышением растворимости примесей внедрения в твердом растворе. Более существенный фактор — миграция границ зерен, препятствующая росту зернограничных трещин. Иногда (для железа, никеля и их сплавов) повышение скорости деформации от 10 " до с не ликвидирует красноломкость , а только смещает интервал заниженной пластичности в зону более высоких температур (на 200—250 °С). [c.515]

Одновременно с пластическим разрыхлением происходит залечивание дефектов. Повышение температуры и развитие диффузионных процессов, включая миграцию границ зерен, динамический отдых и рекристаллизацию, гидростатическое давление, стимулируют заваривание дефектов. [c.520]

Добавка всего лишь одного атома золота или серебра на 1 млн, атомов зонно очищенного свинца уменьшает скорость миграции границ зерен на два порядка. [c.59]

В ряде случаев на третьей стадии ползучести обнаруживается присутствие зародышей рекристаллизации в пределах исходного зерна без миграции границ зерен. Это приводит к трансформации сорбитной составляющей структуры стали. Разрушение идет путем порообразования [c.8]

При испытаниях в условиях ползучести в таком металле протекают интенсивные процессы миграции границ зерен и образования зародышей рекристаллизации. Интенсивно идет выделение вторичных фаз, в том числе <т-фазы. Упрочненная стабилизированной субструктурой матрица зерен и разупрочняющие процессы в приграничных зонах (миграция границ, образование и рост вторичных фаз) вызывают повышение жаропрочности при высоких нагрузках и малых долговечностях и существенное снижение жаропрочности при низких нагрузках и больших долговечностях. [c.33]

При длительной эксплуатации в металле пароперегревателей наблюдается также процесс миграции границ зерен, в результате чего в структуре появляются так называемые двойные границы, которые являются следствием разной травимости тела зерна и приграничных объемов. [c.62]

Во время отжига при 573 К в наноструктурном Ni происходит рост зерен. Исходя из его кинетики, рассчитали скорость миграции границ зерен в Ni, которая оказалась равной V 7 х X 10 м /с. В этом случае коэффициент Взг можно вычислить с помощью уравнения [284] [c.168]

Миграция границ зерен и рост зерен. Как уже отмечалось выше, во время деформации наноструктурной Си имеет место рост зерен, отсутствующий даже во время продолжительной выдержки при комнатной температуре. Наблюдение ускорен- [c.190]

Стадия установившейся деформации. Следуя [61], на данной стадии имеет место равновесие между процессами деформационного упрочнения и возврата в границах зерен. Возврат включает в себя поглощение дислокаций границами зерен, ЗГП и миграцию границ зерен. Напряжение течения на этой стадии контролируется зарождением новых дислокаций. [c.194]

Состав сплава, его структура и чистота, а также размер зерен влияют на скорость перехода от внутризеренного к межзеренному разрушению при изменении скорости деформирования. В сложных сплавах переход происходит быстро и отчетливо, в чистых металлах и простых сплавах, где процессы разрушения осложняются более интенсивной миграцией границ зерен,—-значительно медленнее и сложнее. [c.21]

Деформационный рельеф, возникающий на поверхности алюминиевого образца, деформированного растяжением при комнатной температуре, характеризуется интенсивным развитием одинарного (вер=1—1%) и множественного (бср 3%) скольжения. Прямолинейные следы скольжения, как правило, ориентированы под углом 45—50° по направлению к растягивающим напряжениям. С повышением степени деформации до 10% увеличивается плотность следов множественного скольжения наблюдается интенсивное развитие поперечного скольжения в виде волнистых линий, перпендикулярных направлению деформации. Дальнейшее деформирование приводит к увеличению плотности следов одинарного и множественного скольжения и к огрублению волнистых следов скольжения (рис. 2, а). При 100° С множественное и поперечное скольжение получает развитие при меньших степенях деформации (бср<1%), чем при 20° С. Следует отметить, что при 100° С наблюдается миграция границ зерен, ориентированных нормально к растягивающим напряжениям. [c.127]

Одновременно с проскальзыванием зерен по границам при высоких температурах, порядка (0,8- 0,9) Гпл, может происходить перемещение всего фронта границы зерен. Иногда наблюдается заметный рост одних зерен и уменьшение размеров других вследствие миграции границ, аналогичной миграции границ при рекристаллизации наклепанного металла. При ползучести миграция границ зерен наблюдается в чистых металлах и в однофазных сплавах. Если при рекристаллизации происходит зарождение новых зерен и рост старых, то при ползучести имеет место только перемещение границ. Особенно удобным объектом для изучения миграции границ зерен служат два сросшихся монокристалла. Перемещение границы происходит, вероятнее всего, путем диффузии атомов пограничных слоев. При этом происходит достраивание правильных рядов кристаллической решетки одного зерна за счет атомов другого. [c.73]

Как следует из последних выражений, основным механизмом разупрочнения во время пластической деформации принимается миграция границ зерен, фаз, субзерен и им подобных образований под действием напряжений а . [c.186]

Авторы [46] рассмотрели роль нитрида алюминия в формировании свойств вязкости А1- и А1—Ti сплавов. Оба сплава проявляют минимум вязкости в температурном интервале 850—1050 °С, для А1 вязкость ниже, чем для А1—Ti. Низкая вязкость, по мнению авторов [46], связана с присутствием в системе частиц AIN и TiN, препятствующих миграции границ зерен и, следовательно, запрещающих динамическую рекристаллизацию. [c.9]

В цикле гомогенизирующей термической обработки объемная диффузия обычно не способна полностью устранить ликвацию в литом материале. Помочь выравниванию химического состава при гомогенизации может миграция зерен, но зерно в "литой" микроструктуре уже очень грубое. Помочь выравниванию химического состава за счет миграции границ зерен все-таки можно, обеспечив подвижность границ зерен посредством некоторой деформации [17]. [c.209]

В реальных сталях и жаропрочных сплавах подобной миграции границ зерен и структуры с пересечением границ практически 198 [c.198]

При нормализации в процессе проведения ВТО элементов паропроводов из теплоустойчивых хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей (труб, сварных соединений) в металле происходит радикальное изменение микроструктуры. Так, при нагреве и выдержке при температуре выше критической точки Асз растворяются карбидные фазы в аустените и происходит выравнивание его химического состава, устраняются колонии вакансий, заращиваются поры ползучести (в результате эффекта спекания и миграции границ зерен), реализуется упорядочивание дислокационной субструктуры. При охлаждении с температур нормализации аустенит превращается в структуру легированного феррита и составляющих структур закалки (перлит, сорбит, бейнит). [c.290]

Миграция границ. В основе процесса миграции границ зерен лежит процесс изменения положений атомов, который облегчается с увеличением температуры. Из соображений уменьшения поверхностной (граничной) энергии протяженность границ должна быть как можно меньше. [c.89]

В холоднодеформированном металле при нагреве миграция границ зерен и изменение их размера и формы имеет свои специфические особенности. В этом случае получает развитие процесс рекристаллизации обработки или первичной рекристаллизации. Движущей силой процесса служит накопленная при пластической деформации энергия, связанная в основном с образованием дислокаций, имеющих высокую плотность (до 10"...10 см ). Рекристаллизация обработки приводит к образованию новых равноносных зерен с обновленной кристаллической решеткой. При этом свободная энергия рекристаллизованного металла становится меньше, чем деформированного вследствие уменьшения плотности дислокаций (до 10. ..10 см ). Процесс состоит из образования зародышей новых зерен и их роста. Имеется определенная аналогия с фазовыми превращениями диффузионного типа. Накопленная в объеме зерен энергия деформации примерно в 100 раз выше поверхностной энергии их границ, поэтому рекристаллизация на первых этапах может привести к образованию мелких зерен и увеличению их числа (по сравнению с деформированным металлом). [c.507]

Растяжение платины технической чистоты (99,87 %), отожженной при 1200 °С со скоростью 0,6—0,7 %/ч и приводит к значительной внут-ризеренной деформации. Смещения границ зерен при 20—500 °С почти не происходит. При 600 °С относительная доля деформации, связанной со смещением границ зерен, равна 13 %, причем наряду с интенсивным развитием следов скольжения наблюдается возникновение межкристал-литных трещин. При дальнейщем повыщении температуры доля меж-кристаллитной деформации увеличивается, достигая 23% при 1000 °С внутризеренное скольжение уменьшается, миграция границ зерен увеличивается [1]. При высокой температуре платина в атмосфере кислорода улетучивается. Скорость возгонки в окислительной атмосфере при 1400 °С значительно увеличивается при наличии растягивающих напряжений [1] [c.169]

Превыщение эксплуатационной температуры выше расчетной приводит к интенсификации диффузионных процессов, что сказывается на изменениях дислокационной структуры гибов и на характере развития разрушения. При одном и том же времени эксплуатации с ростом температуры возрастают размеры субзерен, более интенсивно протекают процессы рекристаллизации, т.е. ускоряются разупрочняющие процессы. При температуре 600 °С и выше рекристаллизация осуществляется не только на стадии образования зародышей внутри исходных зерен, но и путем миграции границ зерен. Такие изменения в структуре металла наблюдаются при приближении к границе между областями бив карты. [c.28]

Эти изменения приводят к тому, что при длительной экеплуатации происходит значительное возрастание неоднородности свойств матрицы и приграничных объемов. В матрице протекают как разупрочняющие, так и упрочняющие процессы. Рост и коалесценция карбидных частиц, а также миграция границ зерен вызывают появление разупрочненных приграничных зон, относительно свободных от дислокаций и дисперсных карбидов, в которых облегчено протекание релаксационных процессов. Закрепление границ карбидами, извилистая форма границ приводят к затруднению межзеренного проскальзывания. Все это определяет уменьшение вероятности зарождения пограничных пор. [c.56]

Сформировавшийся в результате такой обработки аустенит обладает низкой термической стабильностью, и в процессе эксплуатации происходит интенсивное выделение вторичных фаз, содержащих хром (а-фаза, М23С6). Кроме того, идет дальнейшее развитие рекристаллизационных процессов с миграцией границ зерен. В результате этого в структуре стали при металлографическом исследовании выявляются широкие приграничные зоны, которые отличаются по травимости от тела зерна. Оба процесса приводят к разупрочнению металла и снижению его длительной прочности. [c.59]

Исследование проводилось на паропроводных трубах из стали 12МХ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф. Изучено влияние температуры, фазовой перекристаллизации, миграции границ зерен и растворения карбидов на процессы залечивания. [c.250]

Одновременное уменьшение дальнодействующих полей напряжений и упругих искажений кристаллической решетки в результате структурного возврата неравновесных границ зерен. При этом формируется поликристаллическая структура, однако с очень маленьким размером зерен. Стадия зародышеобразования отсутствует. Обычно на этой стадии не наблюдается миграция границ зерен, и механизм соответствует рекристаллизации in situ. В случае же, если некоторые границы зерен претерпевают возврат быстрее, чем другие, и способны мигрировать за счет соседних зерен, механизм соответствует обычной рекристаллизации. [c.146]

Природа роста зерен в наноструктурной Си, по-видимому, подобна по характеру той, что имеет место в обычных материалах, поскольку, рост зерен в данном случае также обусловлен миграцией границ зерен. Известно [140], что во время нормального роста зерен в ультрамелкозернистых материалах изменение среднего размера зерен d может подчинять закону [c.191]

Таким образом, в случае всех трех процессов, имеющих отношение к границам зерен, а именно поглощения решеточных дислокаций, миграции границ зерен и ЗГП, рассчитанные значения хорошо совпадают с экспериментальными данными, если полагать, что значения коэффициентов диффузии является повышенными в наноструктурных ИПД материалах. Оценки, сделанные в работе [61], просты и кажутся надежными, хотя это может показаться несколько удивительным. На самом деле уменьшение энергии активации зернограничной диффузии вплоть до TOTS к Дж/моль является значительным. Вместе с тем объяснение этого явления с помощью представлений о неравновесных границах зерен в наноструктурных материалах, принимая во внимание условия деформации наноструктурной Си и большие внутренние напряжения [81], представляется достаточно правдоподобным, хотя и требует дальнейших специальных исследований. [c.193]

На рис. 3, б приведена зависимость А от температуры испытания. Неоднородность деформации с ростом температуры увеличивается, но не монотонно. При 100, 300 и 500° С на кривой А — Т имеются провалы, а при 200 и 400° С — всплески неоднородности. Это связано с локализацией пластического течения в грубых полосах скольжения и на границах зерен (при незначительной миграции последних). Некоторое уменьшенпе неоднородности при 100, и особенно при 500° С, связано, по-видимому, с интенсивным развитием поперечного скольжения п миграцией границ зерен. Такой ход кривой А — Т хорошо согласуется с кривыми температурной зависимости пластичности (рис. 1, а) понижение пластичности при 200 и 400° С соответствует росту неоднородности пластической деформации (рис. 3, б), и наоборот всплеск пластичности при 300 и 500° С соответствует падению А. [c.130]

При дальнейшем термоциклировании вакансии, абсорбируясь на дислокациях, переносятся к границам зерен. В случае миграции вакансий к границам вместе с атомами примесей уменьшается поверхностное натяжение и повышается вероятность зарождения пор. К тому же примеси тормозят миграцию границ зерен и тем самым препятствуют исчезновению ступенек на границе. Именно вблизи ступенек обычно раскрываются микроиолости, из которых в дальнейшем с притоком вакансий могут возникнуть поры. [c.115]

Влияние движущих сил миграции границ зерен Аналогично температуре на функцию f(k) влияют движущие силы миграции границ. В этом случае для Т = onst по аналогии с (4.36) можно записать [c.170]

Миграцию границ зерен при термоциклировании анизотропных металлов изучали в работах [57, 82, 173, 274]. Ее наблюдали в кадмии и олове [273]. В цинке она приводила к интенсивному росту зерен [82, 173], а в крупнозернистом уране происходило измельчение зерна [57]. Развитие ре-кристаллизационных процессов определяется не только природой металла, но и режимом термоциклирования. Термоциклы, вызывающие большую внутризеренную деформацию, способствуют росту зерен. В цинке, например, понижение нижней температуры цикла от 20 до —196° С при неизменной верхней температуре интенсифицирует рост зерен, и после нескольких десятков циклов зерна достигают в поперечнике нескольких миллиметров [173]. Рост зерен сопровождался уменьшением коэффициента роста, что объясняется развитием текстуры и ослаблением термоструктурных напряжений. Если в начальный период термоциклирования в интервале — 196 —300 С коэффициент роста составлял 10,0 10 за цикл, то после 20 циклов он снизился до 3,0-10 Наряду с ростом зерен происходила и их фрагментация степень разориентации фрагментов достигала 5 град. Для [c.9]

Во время изотермической обработки происходили структурные изменения, связанные с процессами гомогенизации тзердого раствора и миграцией границ зерен. Количество избыточной фазы в результате длительного отжига уменьшилось, особенно в сплавах алюминия с кадмием и оловом. В структуре этих сплавов обнаруживали поры, размещавшиеся на границах зерен. В сплаве с кадмием они имели форму, близкую к сферической, и препятствовали спрямлению границ зерен (см. рис. 41, а). В оловянистых сплавах поры вытянуты вдоль границ (см. рис. 41, б). И в том и в [c.111]

На качество аморфных лент также влияет температура закалки. На сплавах железа, палладия и титана показано, что повышение температуры расплава при постоянной скорости охлаждения понижает их плотность, увеличивает коэффициент термического расширения и электросопротивление [434]. Структура и качество аморфных лент зависят также от среды, окружающей ленту при литье. Так, ленты сплава FeAl25, отлитые в вакууме, состоят из грубых полигональных зерен (15 мкм), распространяющихся на всю толщину ленты (20 мкм), а отлитые в гелии под давлением 1,1 10" Па имеют зерна размером 5—6 мкм [435]. Такое влияние среды связывают со вторичным охлаждением (охлаждение твердой ленты после ее отрыва от колеса). Добавки в FeAl25 бора ограничивают рост зерен в процессе охлаждения в вакууме, так как частицы боридов препятствуют миграции границ зерен структура в присутствии бора становится более столбчатой, величина зерен, а также различие в величине зерен лент, отлитых в вакууме и в гелии, уменьшаются. В сплаве с 0,1% бора у свободной стороны лент наблюдали сегрегацию бора по границам зерен, а при содержании бора 1% она наблюдается по всему сечению лент. На границах зерен появляются включения фазы РезВ. [c.272]

Сноуден [7—9] считал, что это явление обусловлено рекристаллизацией. Такеути и Хомма [10, 11 ] с помощью непрерывной киносъемки 16-мм камерой установили, что миграция границ зерен происходит взаимосвязанно с зернограничным скольжением накопление деформации, обусловленное зернограничным скольжением, является движущей силой процесса миграции границ. Позже аналогичную ортогональную кристаллическую структуру наблюдали [11 ] на меди, магнии, никеле, сплавах алюминия. На рис. 6.5 приведено изменение сдвиговой деформации обусловленной зернограничным скольжением, и полной сдвиговой деформации образца Yr при испытаниях на усталость при кручении свинца в течение одного цикла. Доля по отношению к ут велика и это отношение остается почти постоянным в процессе циклической деформации. [c.198]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...