Границы зерен в металле
Влияние границ зерен на подвижность электронов в пленке Si, полученной термическим испарением в вакууме, показано на рис. 6.14, где приведена также зависимость удельного сопротивления, измеренного в плоскости, параллельной поверхности пленки Si, от концентрации носителей заряда. Только при высоких концентрациях подвижность носителей в этих пленках приближается к значениям, характерным для массивных материалов. Холловская подвижность проходит через минимум ( - 1 см - В 1-с 1) при уровне легирования, немного превышающем Ю18 см 3, при котором высота барьера Vj максимальна. [2]
Влияние границ зерен на свойства металла в целом сказывается прежде всего в том, что эти границы являются поверхностями раздела зерен, в которых частицы ( атомы) самого металла уже энергетически отличны от атомов, расположенных в решетке внутри зерна. Полагают, что частицы между зернами обладают повышенной энергией, представляющей поверхностную энергию, которая играет большую роль в явлениях, происходящих в различных телах и, в том числе, в металлах и их сплавах. Таким образом, даже если представить себе абсолютно чистый металл, то и в нем должна существовать прослойка между зернами в виде неопределенно расположенных атомов, которую некоторые рассматривают как аморфную пленку металла и которая может влиять на свойства всего куска металла в целом. [3]
Влияние границ зерен особенно велико при низких температурах диффузии. При высоких температурах ( 0 85 - 0 95ТПЛ) роль границ в общем диффузионном потоке сравнительно невелика. [4]
Влиянию границ зерен на свойства металлов и сплавов посвящен ряд известных работ и обзоров 2, поэтому достаточно отметить, что свойства материала определяются не только размером зерен, но и их формой, распределением по размерам, ориентацией и распределением ориентации ( в том - числе взаимной разориентацией зерен), содержанием остаточных деформированных зерен. [5]
При оценке влияния границ зерен на возникновение и развитие деформации поликристаллической структуры технических металлов следует отметить важную роль свободной поверхности зерен, расположенных на поверхности образца. Эта поверхность оказывает заметное влияние не только на деформацию металла, но также и на процесс рекристаллизации. [6]
Об отсутствии влияния границ зерен на насыщение водородом никеля, молибдена и ниобия указывается в работе С. [7]
На этапе развитой деформации влияние границ зерен , согласно [252], ослабевает. Деформационное упрочнение в этом случае начинает определяться процессами внутри зерна, поэтому интенсивности упрочнения поли - и монокристаллов становятся почти равными. Здесь вклад границ зерен выражается только в более высоком уровне напряжения течения при одинаковых деформациях. Тогда можно ожидать, что после удлинения в несколько процентов кривые напряжение - деформация для монокристаллов, ориентированных для множественного скольжения, и соответствующие кривые для поликристаллов должны идти параллельно. [8]
Существуют дислокационные теории, объясняющие влияние границ зерен с учетом угла разориентации. Старая теория Билби, согласно которой между зернами существует слой аморфного сильно переохлажденного материала, много лет считалась неверной. Однако в последнее время она вновь выдвигается ( например, Моттом), конечно, в модифицированном виде. [9]
Такой подход может быть использован без особых оговорок только для таких свойств, влияние границ зерен на которые несущественно. Хорошая сходимость результатов подсчетов упругих свойств с опытными данными указывает на малое влияние границ зерен на упругие характеристики металлов, в то время как при переходе к пластическим деформациям приходится считаться с сильным влиянием границ зерен. [10]
Чалмерс [132] исследовал образцы, состоящие из двух кристаллов, с целью изучения влияния границ зерен на особенности деформации поликристаллических образцов из технических металлов. [11]
Естественно, эти выводы справедливы только при достаточно больших пластических деформациях тел - порядка нескольких процентов, при которых может проявиться уравнивающее влияние границ зерен . Это условие выполняется в том случае, когда предельное состояние неустойчивости пластической деформации достигается при постоянном увеличении нагрузки. С другой стороны, при динамических нагрузках, когда происходит развитие дефекта в наиболее нагруженном зерне, а более удаленные зерна находятся в упругом состоянии, условия пластической деформации оказываются совершенно другими, и наличие границ зерен оказывает противоположное влияние. [12]
Причины отклонения в свойствах текстурированных поликристаллов по сравнению с монокристаллами следует искать прежде всего в несовершенной или ограниченной ориентации зерен, во взаимодействии каждого кристаллита с соседними, во влиянии границ зерен , в искажении кристаллической ре-шетки. [13]
А / см2) обусловлен рекомбинацией носителей на границах зерен. Однако под влиянием границ зерен фототок уменьшается незначительно. Высокие значения напряжения холостого хода солнечных элементов со структурой металл - оксид - полупроводник на основе GaAsi xPx - я - GaAs - n - GaAs обеспечивает большая высота барьера. Согласно результатам измерений вольт-фарадных характери-ристик, ФБ1 2 эВ, что на 0 2 эВ больше высоты барьера у элементов с такой же структурой, но на основе лишь я - GaAs. При наличии слоя GaAsi xPx плотность обратного тока насыщения уменьшается на порядок величины. [14]
Эти элементы имеют относительно большую площадь ( 8 3 см2) и состоят из фотоактивного слоя р-типа толщиной 25 мкм, поверхностного слоя д - типа толщиной 0 5 мкм и просветляющего покрытия из SiO. Установлено, что влияние границ зерен на фото-ток не столь значительно. [15]
2. Зеренное строение металлов. Границы зерен и субзерен
Металлы – это поликристаллические тела, они состоят из мелких кристаллов. Характеризуются металлическими свойствами и составляют 50 % всех химических элементов. Строение металлов и их сплавов кристаллическое.
В процессе кристаллизации кристаллы приобретают неправильную форму. Их называют зернами. Каждое зерно имеет свою ориентировку кристаллической решетки, которая отличается от ориентировки соседних зерен. Размер зерна металла влияет на его механические свойства. Данные свойства, вязкость и пластичность, значительно выше, если металл имеет мелкое зерно.
Поверхности раздела зерен называются границами зерен, которые могут быть: наклонными при расположении оси вращения в той же плоскости, что и граница; кручеными при перпендикулярно расположенной оси к плоскости. Такой кусок металла является поликристаллом. Границы зерен определяются точками соприкосновения смежных кристаллов. О размерах, структуре и характере строения зерен можно судить по изломам металла.
В поликристаллических материалах размер зерен от 1 до 1000 мкм. Зерна разориентированы, повернуты одни относительно других до десятков градусов. Границы являются основным дефектом в металлах. На границах между зернами атомы не имеют правильного расположения. Существует переходная область шириной в несколько атомных диаметров, в которой решетка одного зерна переходит в решетку другого зерна с иной ориентацией. Строение переходного слоя (границы) способствует скоплению в нем дислокаций, так как при переходе через границу ни плоскость скольжения, ни вектор Бюргерса не сохраняются неизменными. Нарушение правильности расположения способствует тому, что на границах зерен повышена концентрация тех примесей, которые понижают поверхностную энергию. Внутри зерен нарушается правильное кристаллическое строение.
Границы субзерен менее нарушены.
Все металлы имеют общие свойства: пластичность, высокую тепло– и электропроводность, специфический металлический блеск, повышают электросопротивление с ростом температуры.
Из жидкого расплава вырастает монокристалл, который представляет собой один кристалл. Размеры монокристаллов невелики, их используют в лабораториях для изучения свойств какого-либо вещества. Металлы и сплавы, которые получают в самых обычных условиях, состоят из большого количества кристаллов, они имеют поликристаллическое строение.
Изучение строения металлов с помощью рентгеноструктурного анализа и электронного микроскопа позволило установить, что внутреннее кристаллическое строение зерна не является правильным. В кристаллических решетках реальных металлов имеются различные дефекты (несовершенства), которые нарушают связи между атомами и оказывают влияние на свойства металлов. Все дефекты решетки – это нарушения укладки атомов в решетке.
Расположение атомов в решетке может быть в форме центрированного куба (б– и в-железо, б-титан, хром, молибден, вольфрам, ванадий), куба, грани которого центрированы (г-железо, алюминий, медь, никель, свинец, в-кобальт) или гексагональны, или в форме ячейки (магний, цинк).
Зерна в поликристаллах не являются монолитными, а состоят из отдельных субзерен, которые повернуты одно относительно другого на малый угол. Субзерно является многогранником, в котором содержится либо незначительное количество дислокаций, либо их совсем нет. Основные характеристики субзерен: тип, расположение, строение, плотность дислокаций. Многие дислокации образуются в результате механического сдвига.
Границы субзерен и зерен в металлах разделяют на малоугловые и большеугловые. Малоугловые границы наблюдаются между субзернами и имеют дислокационное строение. Малоугловую границу можно представить с помощью ряда параллельных краевых дислокаций. Образование субзерен с малоугловыми дислокациями называется полигонизацией. Структура большеугловых границ более сложная. Субграницы образованы определенными системами дислокаций. В зависимости от того, какой материал и какое воздействие на него оказывает окружающая среда, находится расположение дислокаций. Если металл мало деформирован, то местом скопления дислокаций являются плоскости скольжения. Если же такие металлы, как алюминий, железо подвергаются сильной деформации, то дислокации представлены в виде сложных сплетений: пространств, сетки.
Структура, в которой субзерна разориентированны друг относительно друга на угол 15-300, является блочной или мозаичной.
Плотность дислокаций в металле повышается при увеличении угла разориентации субзерен и уменьшением их величины. Атомы, расположенные на границах зерен, и атомы на поверхности кристалла из-за нескомпенсированности сил межатомного взаимодействия, имеют более высокую потенциальную энергию, по сравнению с атомами в объеме субзерен. Наличие дислокаций влияет на прочностные качества металлов. По теоретическим подсчетам предел упругости чистых металлов в 1000 раз превышает реальный, а предел упругости стали – в 100 раз.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
Строение древесины
Строение древесины Сделав только поперечный срез, можно четко рассмотреть строение древесины. Каждый брусок необтесанного дерева имеет кору – это кожа дерева, которая не используется в работе, ее обязательно снимают. Под корой располагается зона роста дерева, которая
ЛЕКЦИЯ № 1. Строение древесины
ЛЕКЦИЯ № 1. Строение древесины 1. Виды древесных пород и части дерева Растущие деревья имеют следующие составные части: корни, ствол, ветви, листья. Корневая система деревьев выполняет функции поставщика влаги и питательных веществ из почвы по стволу и ветвям к листьям.
2. Макроскопическое строение древесины
2. Макроскопическое строение древесины При поперечном разрезе ствола дерева можно установить главные макроскопические признаки: заболонь, ядро, годичные слои, сердцевинные лучи, сосуды, смоляные ходы и сердцевинные повторения.У молодых деревьев всех пород древесина
1. Строение металлов
1. Строение металлов Металлы и их сплавы – основной материал в машиностроении. Они обладают многими ценными свойствами, обусловленными в основном их внутренним строением. Мягкий и пластичный металл или сплав можно сделать твердым, хрупким, и наоборот. Для того чтобы
V НОВЫЕ ГРАНИЦЫ
V НОВЫЕ ГРАНИЦЫ Советская страна так велика и так разнообразна, что нам потребовалось немало времени, чтобы обозреть ее физическую карту, ту основу, на которую уже потом общественная жизнь накладывает свой отпечаток — к изломам морского побережья, к змейкам рек, к
§ 3.3 Строение атомов и периодический закон Менделеева
§ 3.3 Строение атомов и периодический закон Менделеева Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов, находятся в периодической зависимости (или, выражаясь алгебраически, образуют периодическую функцию) от их атомных весов. Д.И. Менделеев Считается,
§ 3.6 Строение ядер
§ 3.6 Строение ядер Чем больше в ядре должно поместиться нуклонов, тем больше должна быть площадь поверхности ядра, где происходят присоединения то протонов, то нейтронов… Этим особенностям лучше всего отвечает форма ядра в виде двух пирамид Хеопса, соединённых
§ 4.14 Строение вещества и химическая связь
§ 4.14 Строение вещества и химическая связь Что, наконец, представляется нам затверделым и плотным, То состоять из начал крючковатых должно несомненно, Сцепленных между собой наподобие веток сплетённых. В этом разряде вещей, занимая в нём первое место, Будут алмазы
Глава 32 Строение Пространства – Времени
Глава 32 Строение Пространства – Времени «Действие есть кривизна Мира» Павел Дмитриевич Успенский, 1911 год Мы уже предполагали аналогии квантового строения микромира и макромира, при определенных условиях. Далее, будет показаны законы резонансного строения нашего
8. Плавление металлов и строение расплавов
8. Плавление металлов и строение расплавов Плавление – это физический процесс перехода металла из твердого состояния в жидкое расплавленное. Плавление – процесс, обратный кристаллизации, происходит при температуре выше равновесной, т. е. при перегреве. Поскольку
10. Строение слитка и аморфные сплавы
10. Строение слитка и аморфные сплавы Строение стального слитка впервые дано в 1878 г. Д.К. Черновым. Структура литого слитка состоит из трех основных зон. Первая зона – наружная мелкозернистая корка, которая состоит из дезориентированных мелких кристаллов –
Границы зерен в металле
Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно
Методы выявления и определения величины зерна
Steels and alloys. Methods for detection and detеrmination of grain size
Дата введения 1983-01-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26.08.82 N 3394
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обознaчение НТД, на который дана ссылка
Номер подпункта, приложения
5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 2-92 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)
6. ИЗДАНИЕ (август 2003 г.) с Изменением N 1, утвержденным в марте 1987 г. (ИУС 6-87)
Настоящий стандарт устанавливает металлографические методы выявления и определения величины зерна сталей и сплавов.
Металлографическими методами определяют:
величину действительного зерна (после горячей деформации или любой термической обработки);
склонность зерна к росту - определением величины зерна аустенита после нагрева при температуре и времени выдержки, установленных нормативно-технической документацией на стали и сплавы;
кинетику роста зерен - определением величины зерна после нагрева в интервале температур и времени выдержки, установленных нормативно-технической документацией на стали и сплавы.
1. ОТБОР ОБРАЗЦОВ
1.1. Место отбора и количество образцов для определения величины зерна устанавливаются нормативно-технической документацией на стали и сплавы.
1.1.1. При отсутствии указаний отбор образцов для определения действительного зерна проводят произвольно; для определения склонности зерна к росту и кинетики роста отбор образцов проводят в месте отбора для механических испытаний.
1.1.2. При отсутствии указаний в нормативно-технической документации испытания проводят на одном образце.
1.2. Площадь сечения шлифа на образце должна быть не менее 1 см.
Для металлопродукции толщиной менее 8 мм допускается изготовление шлифов площадью менее 1 см.
Для определения склонности зерна к росту и кинетики роста зерна допускается отбор образцов от кованой ковшевой пробы при условии сопоставимости результатов испытаний с результатами готовой металлопродукции.
2. МЕТОДЫ ВЫЯВЛЕНИЯ ГРАНИЦ ЗЕРЕН
2.1. Границы зерен выявляются методами:
сетки феррита или цементита,
сетки перлита (троостита),
вакуумного термического травления.
Метод выбирают в зависимости от химического состава стали и цели испытания.
2.1.1. Метод травления
2.1.1.1. Метод травления применяют для выявления границ действительного зерна, а также границ зерен аустенита в углеродистых и легированных сталях, закаливающихся на мартенсит или бейнит, и сталях, в которых затруднено получение ферритной или цементитной сетки.
2.1.1.2. Выявление границ действительного зерна проводят на образцах без дополнительной термической обработки.
2.1.1.3. Для выявления границ зерен аустенита температуру нагрева, время выдержки и скорость охлаждения устанавливают нормативно-технической документацией на стали и сплавы.
Если температура нагрева и время выдержки не оговорены нормативно-технической документацией, то для низкоуглеродистых сталей температура должна быть (930±10)°С.
Для других сталей температура нагрева должна быть равна или на 20°С-30°С выше температуры закалки, установленной нормативно-технической документацией.
Время выдержки должно быть не менее 1 ч и не более 3 ч.
Для более четкого выявления границ действительного и аустенитного зерна образцы подвергают отпуску: углеродистые и низколегированные стали - при 225°С-250°С, легированные стали и сплавы - при 500°С и выше в зависимости от химического состава.
2.1.1.4. С поверхности образца удаляют обезуглероженный слой, изготовляют микрошлиф и травят в реактивах, приведенных в приложении 1, или других, позволяющих четко выявить границы зерен.
Универсальный реактив для травления сталей - свежеприготовленный насыщенный при комнатной температуре водный раствор пикриновой кислоты с добавлением 1%-10% поверхностно-активных веществ (ПАВ) типа Синтонол или моющих веществ - "Прогресс", "Астра", шампунь "Лада" или других алкилсульфонатных соединений.
Для более четкого выявления границ зерен следует проводить переполировки с последующим травлением и подогревом реактива до 50°С-70°С.
2.1.2. Метод цементации
2.1.2.1. Метод цементации применяют для выявления зерен аустенита в сталях, предназначенных для цементации, и для углеродистых нецементируемых сталей с массовой долей углерода до 0,25%.
Границы зерен выявляются в цементированном слое в виде сетки вторичного цементита.
2.1.2.2. Образцы без следов окисления и обезуглероживания нагревают при температуре (930±10)°С в плотно закрытом ящике, наполненном свежим карбюризатором одного из составов:
60% древесного угля, 40% углекислого бария; 70% древесного угля, 30% углекислого натрия;
100% готового бондюжинского карбюризатора;
100% полукоксового карбюризатора по ГОСТ 5535.
Размер ящика выбирают в зависимости от количества образцов, расстояние между которыми в ящике должно быть не менее 20 мм.
Объем карбюризатора должен быть в 30 раз больше объема образцов.
Время выдержки после прогрева ящика - 8 ч.
Образцы после цементации охлаждают вместе с ящиком до 600°С с различной скоростью: углеродистую сталь не более 150°С в час, легированную - не более 50°С в час. Скорость охлаждения образцов ниже 600°С в час не регламентируется.
2.1.2.3. Образцы после цементации разрезают пополам или с одной стороны удаляют поверхностный слой на глубину 2-3 мм и изготовляют микрошлифы.
Для выявления сетки цементита шлифы рекомендуется травить в одном из реактивов:
3%-5%-ный раствор азотной кислоты в этиловом спирте;
5%-ный раствор пикриновой кислоты в этиловом спирте;
раствор пикрата натрия, состоящий из 2 г пикриновой кислоты, 25 г едкого натрия (каустической соды) и 100 см воды (травление электролитическое, напряжение на зажимах ванны - 6-10 В, продолжительность травления - несколько секунд);
кипящий раствор пикрата натрия (травление химическое, время травления 10-20 мин).
2.1.3. Метод окисления
2.1.3.1. Метод окисления применяют для конструкционных и инструментальных (углеродистых и легированных) сталей.
Границы зерен аустенита выявляются по сетке окислов.
2.1.3.2. Образцы с полированной поверхностью подвергают нагреву до определенной температуры и выдерживают в течение времени согласно п.2.1.1.3. Нагрев проводят в вакууме или в защитной атмосфере.
Для окисления шлифов после выдержки, не снижая температуры, в печь подают воздух в течение 30-60 с.
Допускается применять для защиты от окисления в процессе нагрева шлифов стружку из серого чугуна, древесно-угольный порошок, водный раствор тетраборнокислого натрия и др. при условии получения результатов по величине зерна, соответствующих полученным при методе травления.
2.1.3.3. После охлаждения в воде и полировки образцы травят в одном из реактивов состава:
15 см соляной кислоты, 75 см этилового спирта; 1 г пикриновой кислоты, 5 см соляной кислоты, 100 см этилового спирта; 5 см метанитробензолсульфокислоты, 10 см этилового спирта.
2.1.3.2, 2.1.3.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).
2.1.3.4. Перед охлаждением в воде шлиф допускается обработать в расплавленном водном растворе тетраборнокислого натрия (нагретом до температуры аустенизации) в течение 30-40 с. Границы зерен после обработки в водном растворе тетраборнокислого натрия выявляются без дополнительного травления.
2.1.4. Метод сетки феррита или цементита
2.1.4.1. Метод сетки феррита или цементита применяют для выявления границ зерен в доэвтектоидных (с массовой долей углерода до 0,6%) и заэвтектоидных сталях соответственно.
2.1.4.2. Образцы с любым состоянием поверхности подвергают нагреву до определенной температуры и времени согласно п.2.1.1.3.
Для образования ферритной или цементитной сетки по границам зерен образцы охлаждают до температуры 650°С с различной скоростью в зависимости от марки стали.
Для углеродистых сталей с массовой долей углерода 0,5%-0,6% скорость охлаждения 50°С-100°С в час, для легированных и углеродистых заэвтектоидных - 20°С-30°С в час, для сталей с массовой долей углерода 0,25%-0,5% - охлаждение на воздухе.
2.1.4.3. После термической обработки образец разрезают пополам или шлифовкой удаляют поверхностный слой (обезуглероженный), полируют и травят. Зерно аустенита по сетке феррита выявляют травлением в 4%-ном растворе азотной кислоты в этиловом спирте, по сетке цементита - травлением в реактивах, указанных в п.2.1.2.3.
2.1.5. Метод сетки перлита (троостита)
2.1.5.1. Метод выявления границ зерен по сетке перлита (троостита) применяют для углеродистых и низколегированных сталей, близких по составу к эвтектоидным. Границы зерен выявляются темнотравящейся сеткой перлита в переходной зоне образца.
2.1.5.2. Образцы с любым состоянием поверхности подвергают нагреву при определенной температуре и времени выдержки согласно п.2.1.1.3.
Для образования сетки перлита образцы охлаждают погружением в воду половины образца; вторая половина охлаждается на воздухе.
2.1.5.3. После термической обработки плоскость образца, перпендикулярную к переходной зоне на высоте уровня воды, шлифуют до удаления обезуглероженного слоя, полируют и травят в реактивах (3%-5%-ном растворе азотной кислоты в этиловом спирте или 5%-ном растворе пикриновой кислоты в этиловом спирте).
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Границы зерен металла служат местами скопления дефектов строения кристаллической решетки. При переходе от одного зерна к другому меняется ориентировка кристаллической решетки. У границ зерен расположен слой атомов, принадлежащих частично кристаллической решетке одного зерна, частично решетке другого. При этом, чем больше различие в ориентировке соседних зерен, тем больше несовершенств на границе между ними. В чистых металлах толщина пограничного слоя составляет величину порядка двух параметров кристаллической решетки. Атомы примесей в металлах стремятся расположиться преимущественно по границам зерен, где кристаллическая решетка уже имеет несовершенства строения и где появление инородного атома вызывает меньшие дополнительные искажения. [1]
Границы зерен металла являются наиболее слабым местом, по которым окислы разрушают изделие. [3]
Очевидно, что границы зерен металла становятся возможными путями растрескивания, когда атомы углерода или азота ( но не Fe3C) образуют сегрегации по границам зерен. Чистое железо не подвержено КРН. В железе ( 0 002 % С) [14] или прокатанной стали ( 0 06 % С), закаленных от 925 С, концентрация атомов углерода вдоль границ зерен достаточна, чтобы вызвать склонность к КРН. Низкотемпературный отжиг ( например, при 250 С в течение 0 5 ч) приводит к равномерному выпадению карбида, что освобождает границы зерен от углерода и повышает устойчивость металла к КРН. При более длительном нагревании или при более высоких температурах, например 70 ч при 445 С, происходит миграция дефектов ( вакансий) к границам зерен; дефекты увлекают с собой атомы углерода, в результате чего сталь снова приобретает склонность к КРН. С другой стороны, устойчивость к КРН может быть вызвана и холодной обработкой. При этом разрушаются непрерывные цепи сегрегации и, что более важно, образуются дефекты, имеющие большое сродство к углероду и затрудняющие миграцию углерода по еегрегациям. [4]
Часто преимущественному разрушению подвергаются границы зерен металла , связь между зернами ослабевает, что резко ухудшает механические свойства металла и может привести к растрескиванию аппарата. Опасность растрескивания особенно велика, если аппарат находится под действием динамических и механических нагрузок. В некоторых случаях воздействие среды приводит к глубоким изменениям состава и свойств материала. Например, наводороживание, обезуглероживание, азотирование - эти явления наиболее часто наблюдаются при газовой коррозии. [5]
При межкристаллитной коррозии ( рис. 106, г) разрушению подвергаются избирательно только границы зерен металла . [7]
При межкристаллитной коррозии ( рис. 6 - 27 г) избирательно разрушаются только границы зерен металла . Поверхность изделия может оставаться гладкой, а вместе с тем металл не в состоянии воспринимать нагрузки, так как отдельные его зерна разобщены прослойками окислов. Такая коррозия особенно опасна в элементах котлов, работавших под давлением. Резкие очертания коррозионных разрушений делают их подобными острым надрезам, что и приводит к ускорению разрушения под действием нагрузок. [9]
При межкристаллитной коррозии ( рис. 105, г) разрушению подвергаются избирательно только границы зерен металла . Поверхность изделия может оставаться гладкой, а металл не в состоянии воспринимать нагрузки, так как отдельные зерна его разобщены прослойками окислов. [11]
Испытание на межкристаллитную коррозию определяет склонность наплавленного металла к потере прочности и к разрушению под действием реактива, разъедающего границы зерен металла . Испытание проводится по ГОСТ 6032 - 58 на двух образцах размером 25Х Х90 мм, вырезанных из сварного стыка, если специально не оговорено испытание большего количества стыков. Потеря металлического звука при падении образца, испытанного на межкристаллитную коррозию, свидетельствует об разрушении металла. [12]
Некоторые границы зерен металла шва утолщены вследствие выделения карбидов. Существует опасность образования трещин. [13]
Участки поверхности микрошлифа с более низким потенциалом играют роль анодов и будут растворяться. Более интенсивно протравливаются границы зерен металла , которые, кроме несовершенств строения, обычно больше обогащены различными примесями, чем само зерно, а это способствует образованию микрогальванических элементов. В результате на границах зерен после травления образуются углубления. [14]
Электроды в запальных свечах для авиационных двигателей часто изготовляют из платинового сплава. Помимо сильнодейстпующен коррозионной среды, в которой должны работать эти электроды, в данном случае возникает проблема накопления свинца из топлива. По-видимому, свинец проникает через границы зерен металла и вызывает преждевременное разрушение этих электродов. Для этой цели применялись сплавы, содержащие 5 - 10 6 рутения, 10 % палладия и 6 % рутения или 4 % вольфрама. Последний из этих сплавов ввиду низкой электронной эмиссии находит применение для изготовления сеток в радиолокационных установках. Сплав с 5 % никеля используется в качестве подложки термоионных катодов, покрываемых окислами металлов. [15]
Границы зерен влияют не только на зарождение, но и на скорость роста зародыша новой фазы. Если новая фаза отличается от исходной по химическому составу, то диффузионный рост ее зародышей по границам зерен идет быстрее, чем в теле зерна. Это объясняется тем, что, как известно, скорость диффузии по границам зерен, где строение металла более рыхлое, выше, чем в объеме зерен. Энергия активации зернограничной диффузии примерно вдвое меньше, чем у объемной диффузии. Так как величина энергии активации входит в показатель степени в формуле температурной зависимости коэффициента диффузии ( DAe-QlRT), то указанная разница в значениях энергии активации обусловливает большое различие в коэффициентах граничной и объемной диффузии. Например, у серебра Q06 и Qrp равны соответственно 45900 и 20200 кал / г-атом. [1]
Границы зерен в технических литых сплавах весьма стабильны. В однофазном литом сплаве при нагреве зерно практически не укрупняется. [2]
Границы зерен при этом даже оплавляются, и связь между ними теряется. Видны огромные зерна и уже оплавившиеся границы между ними. При термической обработке перегрев и пережог могут возникнуть только по одной причине - несоблюдения режима нагрева ( фиг. [3]
Границы зерен после охлаждения остаются практически свободными от выделений. Штриховая линия соответствует началу выделения только специальных карбидов. [5]
Границы зерен являются двухмерными дефектами, имеющими макроскопические ( до микронов) размеры двух измерений. [6]
Границы зерен в чугуне определяются расположением включений ФЭ по границам эвтектических колоний, которые легко выявить обычным травлением раствором азотной кислоты или другими методами. При отсутствии или низком содержании Р в чугуне, когда выявить ФЭ практически не удается, границы эвтектических колоний выявляются при травлении на ликвацию Si. [7]
Границы зерен являются участками, где диффузионные процессы облегчены ввиду наличия в этих местах дефектов кристаллического строения. Если растворимость диффундирующего вещества в металле мала, то часто наблюдается преимущественная диффузия по границам зерен. В случае значительной растворимости диффундирующего элемента в основном металле роль пограничных слоев повышенной растворимости уменьшается. В момент фазовых превращений диффузия протекает гораздо быстрее. [8]
Границы зерен в поликристаллах заметно влияют на многие свойства последних, что обусловлено повышенной плотностью дислокаций в приповерхностном слое. Граница между двумя зернами, имеющими разную кристаллографическую ориентацию, следует рассматривать как поверхность сопряжения двух неискаженных кристаллов. Простейшим примером ее является симметричная наклонная граница. [10]
Границы зерен сильно растравлены. [12]
Границы зерен являются участками, в которых диффузионные процессы облегчены ввиду наличия в этих местах дефектов кристаллического строения. Если растворимость диффундирующего вещества в металле мала, то часто наблюдается преимущественная диффузия по границам зерен. В случае значительной растворимости диффундирующего элемента в основном металле роль пограничных слоев повышенной растворимости уменьшается. В момент фазовых превращений диффузия протекает быстрее. [13]
Границы зерен имеют ряд особенностей, которыми и обусловливается, на наш взгляд, первоначальное их растрескивание. Согласно многочисленным исследованиям, по границам зерен концентрируются, главным образом, чужеродные атомы примесей пустоты, создаются граничные сегрегации. В результате пограничные участки зерен обогащены углеродом вследствие восходящей диффузии углерода в а-железе. Кроме того, границы зерен в энергетическом отношении являются наиболее неустойчивыми. [14]
Читайте также: