Микротвердость металлов и сплавов

На микротвердость металлов и сплавов могут в значительной мере влиять такие факторы, как подготовка поверхности образца, анизотропия свойств материала и микронеоднородность структуры, связанная, например, с ликвацией или неравномерной степенью деформации различных зерен. Для исключения влияния наклепа поверхностного слоя шлифа, особенно в случае сравнительно мягких материалов, следует применять электролитическое полирование образцов. [c.31]

Строение и свойства металлов и сплавов при высокой температуре. М., Металлургиздат, 1963, 535 с. Гл. V Изучение твердости и микротвердости металлов и сплавов при высокотемпературном нагреве в вакууме, с. 374—421. [c.79]

При различных исследованиях, связанных с изучением закономерностей микротвердости металлов и сплавов в широком интервале температур, используют специальные приборы, в которых применяются алмазные или сапфировые инденторы. Приборы для измерения микротвердости при высоких температурах можно разделить на четыре группы. [c.85]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКРО- И МИКРОТВЕРДОСТИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 1. ВВЕДЕНИЕ [c.76]

С развитием атомной энергетики одним из наиболее важных является вопрос о том, какое влияние оказывает облучение на свойства различных металлов и сплавов. Облучение металлов ядерными частицами создает дефекты в кристаллической решетке, что ведет к значительному изменению физических и механических свойств материалов, однако природа и механизм образования этих дефектов пока еще однозначно не установлены. Очень плодотворным здесь оказалось применение метода микротвердости. При этом условия проведения испытаний не позволяют исследователю непосредственно наблюдать микроструктуру образца. В настоящее время ведутся обширные работы [20—22, 31—37] по исследованию микроструктуры и физико-химических свойств материалов под действием нейтронного облучения. [c.238]

И. В. Батенин и др. [36] исследовали влияние облучения на механические свойства металлов. После облучения микротвердость всех исследованных металлов и сплавов повысилась. Однако относительное изменение твердости было неодинаковым для различных материалов. Авторами высказано предположение, что при нейтронном облучении упрочнение связано не только с возникновением дисперсной структуры зерна, но и с изменением свойств кристаллов в микрообластях, повышением сопротивления движению дислокаций. Изменение свойств в случае облучения обусловлено наличием точечных дефектов (типа вакансия — внедренный атом ) и характером их распределения. [c.238]

Кратко обобщены результаты работ по исследованию структур металлов методом микротвердости. Рассмотрены основные направления применения метода микротвердости для исследования металлов. Приведены экспериментальные данные, подтверждающие целесообразность применения метода микротвердости в целях физико-химического анализа, в области технологии металлов и металловедения, для изучения пластической и упругой деформации металлов и сплавов при механической обработке. Особое внимание обращено на изучение влияния облучения на физико-химические и механические свойства металлов. Описана аппаратура, применяемая для исследовательских работ в агрессивных средах. [c.264]

Состояние окружающей среды и, в частности, степень разрежения оказывает влияние на механические свойства металлов и сплавов, что обусловлено изменением поверхностной энергии на межфазной границе. Одним из критериев оценки энергетического состояния поверхности является коэффициент поверхностной диффузии. Кроме того, о влиянии степени разрежения на механические свойства можно судить по изменению микротвердости. [c.54]

Параллельно с разработкой методов и средств микроструктурного исследования процессов пластической деформации в лаборатории высокотемпературной металлографии ИМАШ была создана аппаратура для изучения температурной зависимости макро- и микротвердости различных металлов и сплавов при вдавливании индентора в нагретые образцы. Одним из первых устройств для измерения твердости металлов и сплавов при нагреве в вакууме явилась разработанная автором совместно с инж. В. В. Гусаровым [c.7]

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]

До недавнего времени характер структурных изменений металлов и сплавов в условиях трения скольжения характеризовался только кривыми с насыщением . Эти кривые свидетельствуют об упрочнении материала до уровня, определяемого его исходным состоянием и условиями трения, и не несут информации о том, что одновременно с упрочнением происходит разрушение тонкого поверхностного слоя. Такое несоответствие обусловлено тем, что в процессе трения толщина структурно измененной зоны составляет десятки, а то и сотни микрон, в то время как толщина слоя, претерпевающего разрушение, в зависимости от условий — микроны и доли микрона. Методы оценки структурного состояния поверхностей трения, которые обычно используются (рентгеноструктурный анализ, измерение микротвердости и т. д.), не позволяют выявить вклад зоны разрушения в общую картину изменения поверхности в процессе трения. [c.48]

Установка ИМАШ-9-66 позволяет определять значения микротвердости в локальных участках площадью от десятков до сотен квадратных микрон на поверхности образцов различных металлов и сплавов. При использовании индентора из технического алмаза, заточенного в виде четырехгранной пирамиды с углом 130 между противолежащими гранями, диапазон температур нагрева образцов лежит в интервале от комнатной до 900" С. При применении индентора с наконечником из синтетического корунда (искусственного сапфира) температура испытания может быть увеличена до 1300° С. Ценной особенностью установки ИМАШ-9-66 является возможность прицельного нанесения отпечатков индентора и измерения микротвердости в выбранных исследователем во время опыта участках на поверхности изучаемого образца. Нагрузка на индентор может меняться в пределах от 10 до 200 Г. Измерение [c.14]

Микротвердость и износостойкость некоторых металлов и сплавов [c.68]

Наряду с определением свойств длительной прочности вольфрамовых проволок в [38] проведены металлографические исследования, испытания микротвердости и измерения пластичности разрушенных проволочных образцов. Обнаружена корреляция между рекристаллизацией вольфрамовой проволоки (между 982 II 1093 °С) и изменениями, наблюдаемыми в значениях долговечности выше этих температур. Основной результат исследований состоял в том, что свойства длительной прочности вольфрамовой проволоки оказались лучше известных данных, полученных для других форм вольфрама, других тугоплавких металлов и жаропрочных сплавов. [c.277]

Диаграмма состояния u—Ru исследована в работе [1] на основании расчета эмпирических критериев, описывающих взаимодействие металла в жидком состоянии, и экспериментальных исследований сплавов методами металлографического, термического анализов и измерения микротвердости. Си и Ru не смешиваются в жидком состоянии взаимная их растворимость в твердом состоянии отсутствует. [c.301]

Диаграмма состояния Hf—Sn построена по данным дифференциального термического, микроструктурного и рентгеноструктурного анализов, измерения твердости и удельного электросопротивления сплавов, микротвердости фаз и приведена на рис. 488 согласно аналитическому обзору [1]. Температуры плавления чистых металлов и полиморфного превращения Hf приведены по данным работы [Bll. При исследовании использовали иодидный Hf чистотой 99,9 % и Sn чистотой 99,99 % (по массе). Результаты работы [1] в области, богатой Hf, хорошо согласуются с данными, приведенными в работе [Ш]. Однако температуры нонвариантных превращений в работе [11 Ниже, чем в работе [Ш]. [c.909]

Основным преимуществом электрополирования является отсутствие на поверхности шлифа деформированного слоя, образующегося при шлифовании или механическом полировании и часто не удаляющегося полностью при последующем травлении. Этот метод особенно подходит для полирования шлифов из мягких металлов и легко наклепывающихся сплавов. Кроме того, поскольку электрополирование устраняет наклеп, его применяют при изготовлении образцов для измерения микротвердости, рентгеноструктурного анализа и электронно-микроскопического исследования. Возможность получения высококачественной зеркально отполированной поверхности непосредственно после сравнительно грубой механической обработки значительно ускоряет процесс приготовления шлифов и позволяет экономить время и абразивные материалы. Однако электролитическое полирование имеет ряд недостатков, ограничивающих его применение чувствительность к неоднородности химического состава, преимущественное растворение металла вокруг пустот и неметаллических включений, краевые эффекты (затрудняющих использование метода для образцов малых размеров) и т. п. [c.20]

Лозинский М. Г., Миротворский В. С. Установка ИМАШ-9 для исследования микротвердости металлов и сплавов при нагреве до 1300° С и растяжении в вакууме Приборы для исслед. физ,-мех, свойств и структуры материалов,—М, ЦИТЭИН, 1961,— 12 с. [c.198]

Лозинский м. г. иМиротворский B. . Установка ИМАШ-9 для изучения микротвердости металлов и сплавов при нагреве до 1300° С и растяжения в вакууме. М. ЦИТЭИН, 1961, № П-61-16/а. [c.24]

Механические свойства металлов и сплавов при растяжении определяются по ГОСТ 1497—84, при сжатии — по ГОСТ 25. 503—80, при кручении — по ГОСТ 3565—80, при срезе — по 0СТ1. 90148—74. ГОСТ 9012—59 регламентирует методику определения твердости по Бринеллю, ГОСТ 9013—59 — твердости по Роквеллу, ГОСТ 9450— 76 — микротвердости, ГОСТ 9454—78 — ударной вязкости. [c.46]

Универсальные установки для изучения прочности материалов при высоких температурах методами растяжения, микротвердости известны с 1959 г. Первая такая установка типа ИМАШ-9 служила для измерения микротвердости при растяжении и нагреве в вакууме до температуры 1570 К [ИЗ, 114, 118]. Более совершенная серийная установка ИМАШ-9-66 предназначена для оценки прочности металлов и сплавов при температурах от 300 до 1400 К в вакууме и защитных газовых средах [118, 119, 134]. Основным недостатком этих установок является применение только одного метода нагрева путем прямого пропускания через образец электрического тока низкого напряжения промышленной частоты. В последние годы показано, что при пропускании тока через образец возникает электропластический эффект уменьшения сопротивления металлов пластической деформации [84, 85, 182, 195, 196, 197, 198]. Установки типа НМ-4 японской фирмы Юнион оптикал используют радиационный нагрев образца при растяжении до 1770 К и при измерении микротвердости до 1270 К [119, 226]. [c.95]

Вместе с тем, как отмечалось выше, сушествуют нерешенные проблемы в получении таких наноматериалов традиционными методами — газовой конденсацией или шаровым размолом в связи с сохранением в них при компактировании некоторой остаточной пористости и дополнительными трудностями при приготовлении массивных образцов [1, 2, 4]. Как результат, до недавнего времени были выполнены лишь единичные работы по исследованию механических свойств наноструктурных металлов и сплавов, имеющих размер зерен около 100 нм и менее. Большинство проведенных исследований связано с измерениями микротвердости, и полученные данные весьма противоречивы. Например, в некоторых работах [320, 321] обнаружено разупрочнение при уменьшении зерен до нанометрических размеров, в то же время в ряде других работ [322, 323] наблюдали в этом случае упрочнение, хотя наклон кривых был меньше по сравнению с соотношением Холла-Петча. [c.182]

В работе [86] описан прибор конструкции И. А. Гиндина и Я. Д. Ста-родубова для изучения микротвердости и микроструктуры различных материалов как при охлаждении ниже 0° С, так и в процессе низкотемпературного (10—300° К) деформирования. Прибор снабжен алмазной пирамидой, охлаждаемой до температуры опыта, а также оптической системой, с помощью которой определяются размеры наносимого на образец отпечатка при температуре испытания и исследуется микроструктура. На этом приборе наблюдают фазовые превращения, старение и распад метастабильных структур при активизации пластическим низкотемпературным деформированием или только при охлаждении. Кроме того, с помощью данного прибора можно изучать закономерности зарождения и развития трещин в твердых телах, что весьма важно для установления физической природы хладноломкости металлов и сплавов. [c.193]

Первые, наиболее обширные исследования поверхностных слоев металлов и сплавов при трении в условиях, когда основной причиной разрушения материала является пластическая деформация, проводились под руководством Ю. С. Терминасова [74, 75]. В большинстве случаев характер структурных изменений, определяемых по изменению ширины дифракционных линий и микротвердости, от пути трения имеет вид кривой с насыщением . В качестве примера на рис. 6 [74] приведена такая кривая для отож-женого технического железа, подвергнутого испытанию на износ. Зависимость микротвердости и весового износа имеет такой же вид. Аналогичный характер изменения ширины дифракционных линий наблюдается при изнашивании целого ряда цветных металлов и покрытий в условиях сухого трения и трения со смазкой после определенного числа циклов, тем большего, чем меньше нагрузка, ширина линий, а также микротвердость стабилизируются, причем их максимальные значения тем больше, чем больше нагрузка. Лишь в одном случае, при изнашивании стали У8, про- [c.27]

Приведем перечень основных видов испытаний, которые в настоящее время используют при исследовании механических и технологических свойств металлов и сплавов статические испытания в условиях одноосного напряженного состояния испытания на ударную вязкость и вязкость разрущения пластометрические исследования испытания на статическую и динамическую твердость и микротвердость испытания на предельную пластичность и технологические испытания (пробы) испытания в условиях сложнонапряженного состояния испытания на ползучесть, длительную прочность и жаростойкость испытания на циклическую, контактную прочность, усталость н в условиях сверхпластичности высокоскоростные испытания испытания при наложении высокого гидростатического давления испытания в вакууме, ультразвуковом поле, в условиях сверхпластичности и т. д. [c.38]

Как было показано, максимум сдвигающих напряжений при трении находится на некоторой глубине от поверхности, определяемой геометрией пятна фактического контакта, реологическими особенностями материала и коэффициентом трения. В частности, для коэффициента трения />0.2 максимальные сдвигающие напряжения расположены на контактной поверхности. Обсуждая возможность изменять трибологические свойства поверхностей за счет модификации структуры тонких поверхностных слоев, следует иметь в виду соотношение между толщиной модифицируемого слоя и глубиной действия максимальных сдвигающих напряжений, определяющих воз- можность пластической деформации и разрушения поверхностных слоев. В частности, при упрочняющей обработке тонких поверхностных слоев наибольшего эффекта следует ожидать при эксплуатации материалов в условиях больших значений коэффициента трения. По-видимому, именно с этим фактором можно связать отсутствие в ряде случаев эффекта ионной имплантации у материалов, предназначенных для работы в условиях трения качения, когда коэффищ1ент трения составляет порядка 10 . Приведенные в табл. 3.2 данные по изменению микротвердости ряда металлов и сплавов при ионной имплантации свидетельствуют, что наиболее интенсивное упрочнение характерно для мятериалов, скпонных к образованию высокопрочных соединений с легирующими ионами. [c.92]

Как видно из рис. 1, в интервале 20—200° С микротвердость никеля несколько повышается, твердость раствора никеля с хромом и титаном остается без изменений, а нихрома, твердого раствора титана в никеле и сплава ЭИ437Б — монотонно снижается, причем более интенсивно у нихрома. Такую зависимость микротвердости исследуемых материалов можно объяснить взаимодействием атомов примеси с дислокациями. Как известно, дислокаций в металлах и сплавах с гранецентрированной кубической решет- [c.29]

В Институте машиноведения в течение ряда лет проводится систематическое изучение механизма пластической деформации и разрушения металлов и сплавов при нагреве и различных режимах нагружения, выполняемое методами высокотемпературной металлографии в сочетании с количественным микроструктур-ным анализом [1—8]. При этом используются созданные в лаборатории высокотемпературной металлографии Института машиноведения установки, позвол яющие исследовать деформацию образцов при прямом наблюдении микроструктуры на поверхности образца в процессе его нагрева и растяжения в вакууме или защитных газовых средах, а также определять прочностные свойства материала по данным измерения температурной зависимости микротвердости [2—5]. [c.85]

При шлифовании металлов и сплавов, склонных к структурным и фазовым превращениям, превалирующее влияние на образование остаточных напряжений оказывает тепловой фактор. Под действием высоких температур в тонком поверхностном слое происходят превращения, обусловленные объемными изменениями металла. Мартенситная структура, которая обычно формируется при закалке, имеет максимальный удельный объем и атомную решетку объемно-центрированного куба, Аустенитная структура более плотная, она обладает наименьшим объемом и атомной решеткой гранецентрированного куба. Если деталь после закалки имела мартенситную структуру, то после шлифования под действием высоких температур в тонком поверхностном слое мартенсит распадается на трооститосорбит-ную структуру и увеличивается содержание аустенита. Образование разнообъемных структур в поверхностном слое вызывает изменение микротвердости и появление больших растягивающих напряжений. [c.82]

Коэффициент диффузии кислорода в металлах и сплавах определяли методом микротвердости. Для этого на образцах за короткий промежуток времени (до 5—10 мин) формировали в чистом кислороде сплошные окисные пленки, а затем проводили диффузионный отжиг этих образцов в вакууме 5-10" мм. рт. ст. при температуре 800° С, время выдержки различное. Микро твердость измеряли в поперечном сечении образцов после полировки их на сукне и травления в смеси кислот HF и HNO3 различной концентрации. Предварительно полученные зависимости микротвердости от содержания кислорода использовали для перехода от значений микротвердости к концентрациям, и по концентрационным кривым рассчитывали средние значения коэффициентов диффузии в металлах и сплавах. [c.56]

Измерены скорости окисления Т1, 2г и Н1, а также сплавов систем Zт — Ti и Н1 — Т при различных температурах, определены значения коэффициентов диффузии кислорода в этих материалах. Коэффициенты диффузии кислорода при 800° измеряли методом микротвердости в поперечных сечениях образцов, предварительно окисленных до появления черных окисных пленок и затем отожженных в вакууме. По эффекту деформационного старения, вызываемого взаимодействием растворенного в металле кислорода с движущимися дислокациями, определены интервал температур, при которых подвижность кислорода начинает сказываться на свойствах металла. Установлены определенная корреляция между скоростью окисления металлов и сплавов и уровнем подвижности кислорода в них, указывающая иа то, что только при достаточной диффузионной подвижности кислорода в металле происходит постоянное генерирование анионных вакансий в окнсной плеике. [c.125]

В ряде других случаев исследовали влияние ультразвука на свойства различных металлов и сплавов. Установлено [18], что микротвердость алюминия увеличивается на 150—2П0% r яяни-симости от продолжительности действия ультразвука частотой [c.91]

С позиций современной теории процесс усталости металлов и их сплавов при действии циклических напряжений заключается в накоплении искажений кристаллической решетки до критической величины (сопроволсдается повышением микротвердости и предела текучести при снижении модуля упругости), разрыхлении после достижения критической плотности дислокации (сопровождается ослаблением сопротивления пластической деформации, нарушением сплошности и снижением микротвердости), развитии микротрещин до критического размера (происходит снижение критериев прочности и пластичности) и самопроизвольном распространении микротрещин критического размера, приводящем к окончательному разрушению детали [19, 27, 39, 65 и 67]. [c.44]

Контрастирование объекта. Области применения идентификация карбидов в быстрорежущих сталях исследование тугоплавких металлов и интерметаллических соединений исследование твердых сплавов повышение констрастности отпечатков микротвердости, обнаружение линий скольжения и двойников на поверхности деформированных материалов повы шение контрастности границ зерен, которые очень слабо видны после травления (см, рис. 1.473 [c.178]

Установлено, что относительная износостойкость чистых металлов находится в линейной зависимости от микротвердости. Опытные точки располагаются на прямой, проходящей через начало координат. Испытания баббитов на оловянной, свинцовой и оловянносвинцовой основах и свинцовистой бронзы с различной микротвердостью разных структурных элементов не установили определенной зависимости между износостойкостью и микротвердостью. Тем не менее, во всех случаях износостойкость сплавов оказалась меньше, чем чистых металлов той же твердости. Для сталей в термически необработанном состоянии зависимость износостойкости от твердости такая же, как и для чистых металлов. Износостойкость сталей после их закалки и отпуска возрастает с увеличением твердости по линейному закону, но менее интенсивно, чем у чистых металлов и термически необработанных сталей. Испытания показали, что предварительный наклеп не повышает износостойкость чистых металлов и сталей. [c.158]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...