Интерметаллидные соединения

Изменение освещенности в зависимости от разности фаз слагаемых световых колебаний называется интерференцией. Наблюдая интерференцию, можно сделать заключение о разности фаз пришедших в интерферометр когерентных волн, а отсюда вычислить время запаздывания одной волны относительно другой. Именно это и было сделано Майкельсоном и Морли. Оптическая часть этого эксперимента и устройство интерферометра Майкельсона более подробно рассмотрены в «Оптике».

Схема интерферометра Майкельсона: / -светоделительная пластина; 2- компенсирующая пластина; 3- зеркало; а- входящий пучок лучей; а-\ и az - два пучка, образующиеся при делении пучка а

а — бегущего луча; ft— продольного ска« нирования (фокусировкой); в — двухлуче-вого интерферометра Майкельсона; г — прибор для измерения диаметра тонких цилиндрических изделий дифракционным методом; д —лазерного триангуляционного измерителя; / — лазер; 2 •— зеркало дефлектора; 3, 3', 3" — оптические системы; 4—фотопрвемник; 5 — объект контроля; 6 — светоделитель; 7 — опорный зер~ кальный отражатель; Т — сканирующее зеркало; D — расстояние от'светоделителя датчика до объекта; Ь — база лазерного дальномера

На рис. 9 показана схема двухлуче-вого микроинтерферометра Линника. В ее основу положен принцип действия интерферометра Майкельсона. Свет от источника / (лампа накаливания) проходит через конденсор 2 и диафрагму 3, зеркалом 4 делится на два когерентных пучка, которые фокусируются объективами 5 и 5' на эталонное зеркало 6 и контролируемую поверхность 7 соответственно. После отражения от эталона и изделия пучок проходит через те же элементы схемы и фокусируется линзой 8 в плоскости диафрагмы 9, в которой с помощью окуляра 10 наблюдают интерференционную картину взаимодействия эталонного и рабочего пучков света.

В 10—30-х годах текущего столетия были опробованы методы микроскопического анализа: изучение под микроскопом поперечного шлифа электролитически покрытой поверхности, измерение под микроскопом неровностей поверхности по репликам из желатина и т. д. Предпринимали попытки косвенной оценки неровностей поверхности: по потерям энергии маятника при торможении его неровностями поверхности во время качания, по разности размеров деталей до и после доводки, по предельному углу регулярного отражения света, по теневой картине поверхности на экране с увеличенными изображениями поверхностных дефектов, по расходу воздуха через участок контакта сопла с испытуемой поверхностью, по четкости изображения растра на испытуемой поверхности или на экране после отражения от нее светового пучка, по электрической емкости контактирующей пары «испытуемая поверхность — диэлектрик с нанесенным слоем серебра», по нагрузке на индентер при определенном его сближении с испытуемой поверхностью, по изображению мест плотного соприкосновения призмы с неровностями поверхности и т. д. Были опробованы методы исследования рельефа поверхности с помощью стереофотограмм и стереокомпаратора. На производстве в этот период доминировали органолептические методы контроля: визуальное сравнение с образцом, сравнение с помощью луп, сравнение на ощупь ногтем, краем монеты и т. п. В 30-х годах был предложен и реализован в двойном микроскопе метод светового сечения (Линник, Шмальц), а также метод микроинтерференции и основанные на нем микроинтерферометры, сочетающие схемы микроскопа и интерферометра Майкельсона. В этот же период

Идея предложенных В. П. Линником микроинтерферометров заключается в сочетании интерферометра Майкельсона с измерительным микроскопом, что позволяет получать увеличенное в нужное число раз изображение интерференционной картины в поле зрения микроскопа и измерять координатным методом вырисовывающиеся таким образом неровности с помощью обычного винтового окулярного микрометра. При таких измерениях не нужно даже предварительно определять цену деления круговой шкалы барабана окулярного микрометра: она получается сама собой при сравнении размеров неровностей профиля, выраженных в делениях шкалы, с шириной интерференционной полосы, выраженной в тех же делениях, поскольку, как указывалось выше, расстояние в одну полосу соответствует размеру неровности профиля поверхности, равному половине длины волны света, т. е. обычно К/2 *=* 0,275 мкм.

интерферометра Майкельсона. При плотности мощности лазерного излучения q = 2 • 108 Вт/см2 наибольшее шоковое давление Р достигало 100 кбар.

Ниже описывается макет автоматического эллипсометра на основе интерферометра Майкельсона, предложенный в [45]. Схема прибора представлена на рис. 125. Отраженный от исследуемой структуры луч лазера, падая на светоделительный кубик 5,

хождение расстояния между интерферометром и подвижным отражателем приводит к двукратному увеличению чувствительности по сравнению с обычной схемой интерферометра Майкельсона. Расщепитель пучка 3 служит для ответвления части излучения на датчик подстройки частоты 4 и вспомогательный окуляр 5, предназначенный для совмещения линии перемещения отра-

екая схема типа интерферометра Майкельсона, содержащая зеркало 10, полупрозрачную рекомбинационную пластину // и фотоприемник 12.

Этот акустический метод получения изображения основывается на интерферометр ическом измерении движений тонкой мембраны, колеблющейся под действием поля ультразвуковых волн. Такая металлизированная мембрана является зеркалом в одном из плеч интерферометра Майкельсона (рис. 13.2 [1035]).

мости образующие с титаном интерметаллидные соединения:

Повышенным сопротивлением деформации обладают стали с наибольшей легированностью аустенита, особенно содержащие интерметаллидные соединения и карбиды вольфрама и молибдена.

Различные системы материалов, способные составить конкуренцию суперсплавам, описаны в гл.19. Основными конкурентами являются интерметаллидные соединения, композиционные материалы системы углерод-углерод и металл-матрица, тугоплавкие металлы и керамика.

Интерметаллидные соединения

Подобно своим аналогам на Ni и Fe основах, жаропрочные кобальтовые сплавы представляют собой сложный химический и кристаллографический комплекс. Он состоит из аустенит-ной матрицы и разнообразных фазовых выделений, таких как карбидные и интерметаллидные соединения, относящиеся к геометрически плотноупакованным (г.п.у.) и топологически плотноупакованным (т.п.у.) структурам (электронного или "размерного" типа). Вообще говоря, при температуре эксплуатации суперсплавы не являются подлинно равновесной системой, поскольку претерпевают воздействие "динамической среды" в виде напряжений, температуры, времени и окружающей поверхность сплава атмосферы. Диффузионный обмен элементами между фазами, вдоль границ зерен, между поверхностью и внутренними объемами сплава создает благоприятные условия для разнообразных твердофазных реакций, постоянно меняющих концентрационные соотношения и оказывающих сильное влияние на фазовую стабильность.

нении образуются твердые растворы, химические и интерметаллидные соединения или смесь зерен соединяемых материалов. В этих случаях прочность соединения обеспечивается сцеплением по границам частиц и зерен. Механические и физические свойства соединений могут существенно отличаться от свойств свариваемых материалов. При этом высока вероятность образования несплошностей в виде трещин и несплавлений. Свариваемость оценивается как ограниченная или плохая.

3. Тугоплавкие металлы, особенно цирконий, при пайке образуют с компонентами припоя хрупкие интерметаллидные соединения, которые ухудшают пластические свойства металлов.

На первом этапе сваривают тугоплавкий слой ВТ 1-0 без присадочной проволоки на весу с полным проплавлением. Затем осуществляют автоматическую сварку наружного слоя АМгб + АД1 с увеличенным вылетом вольфрамового электрода на таких соотношениях параметров режима, которые обеспечивают натекание алюминия на активированную дугой поверхность титана, т.е. обеспечивают алитирование сплава ВТ 1-0. На завершающем (третьем) этапе производят автоматическую аргоноду-говую сварку слоя магниевого сплава МА2-1. Повышенная склонность магниевых сплавов к окислению требует увеличения расхода защитного газа и некоторого увеличения скорости сварки. Указанная последовательность сварки полуфабрикатов многослойного материала обеспечивает минимальную деформацию стыка, исключает возникновение трещин в слое магниевого сплава. Толщина образовавшихся интерметаллидных фаз типа Т1А13 не превышает 10 мкм и является критической. Возникающие в зоне сварки интерметаллидные соединения не снижают работоспособности и плотности металла соединения, что подтверждается металлографическими исследованиями сварных соединений.

В некоторых случаях во вторичной микроструктуре швов могут быть обнаружены в качестве самостоятельной составляющей хрупкие интерметаллидные соединения, известные под общим названием 0-фазы.

При более высоких температурах старения (~500° С), когда наряду с процессом превращения происходит некоторое разупрочнение и укрупнение частиц выделившихся фаз, их структура выявляется более четко и они представляют собой интерметаллидные соединения типа (Ni, Fe) A1 и Ni3Al, а в присутствии титана — типа Nig (TiAl) с той же кубической решеткой, но несколько измененными параметрами. Старение происходит внутри кристаллов мартенсита, которые имеют большое количество несовершенств. Однако старение не связано с образованием более тонкой структуры мартенсита, а оно связано с диффузией атомов легирующих элементов и образованием интерметаллидных фаз в мартенсите. В табл. 105 приведен химический состав железоникелевых сплавов со стареющим мартенситом, применяемых в промышленности США [641—644, 665—668, 649]. 266

Положение существенно бы улучшилось, если бы соединение имело очень незначительную пластичность. Известно, что определенные интерметаллидные фазы обладают некоторой пластичностью. Внимания заслуживают интерметаллидные соединения в системах Ш — А1 и Ti — А1. К сожалению, нет достаточного числа данных для полного анализа системы. Возможно, что нечувствительность композиционных материалов типа титан — окись алюминия к реакции, продемонстрированная Тресслером и Муром [32], объясняется приведенными соображениями. Эта система будет рассмотрена ниже.