Межплоскостных расстояний

честно окиси хрома, после термообработки при 1500° С, было обнаружено присутствие только одной фазы — корунда (а-А12О3) с несколько искаженной решеткой. По-видимому, это искажение произошло из-за внедрения иона хрома Сг3+ [2]. На ионизационной кривой (рис. 1, /) были зафиксированы максимумы в области углов 20, равных 24-25, 34-35, 37, 42, 56-57 и 65-66°, которым соответствуют межплоскостные расстояния 3.51, 2.58, 2.41, 1.61, 1.41 А. Под ^микроскопом видны зерна стекла с вкрапленными в них мельчайшими кристалликами, показатель светопреломления которых не был определен из-за их малого размера. Показатель преломления стекла N= 1.513+0.002. Габитус и размер, образо-

решетке. Оказалось, что около границ зерен межплоскостные расстояния изменяются и дилатации кристаллической решетки могут достигать 1,5%.

Угол падения рентгеновских лучей на исследуемую поверхность составляет 45°, что позволяет зафиксировать дифракционные максимумы, для которых 45°<20< <180° с одной стороны от падающего пучка и 135°< < 29 < 180° с другой. Поэтому в качестве основных линий при расчетах используются максимумы, для которых 29 > 135°, и относительно этих линий определяется положение остальных. Большой радиус кассеты позволяет по задним линиям достаточно точно определять межплоскостные расстояния. Так, например, для 9 = 80° относительная ошибка —составляет 1 • 10~2%. d

В результате такой упругой деформации в пределах зерен и блоков межплоскостные расстояния изменяются неоднородно (рис. 2.1). Если обозначить абсолютное максимальное упругое отклонение периода решетки через Да, то отношение Да/а будет характеризовать величину максимального упругого отклонения межплоскостных расстояний от равновесных. Величину Да/а принимают за характеристику микронапряжений или искажений 2-го рода. Эти искажения вызывают уширение линий рентгенограммы Дй, но подчиняются другим закономерностям, чем уширение за счет измельчения размеров блоков.

При определении составляющей напряжения, действующей в определенном направлении, применяют следующий метод. Делают два рентгеновских снимка: первый — при перпендикулярном падении рентгеновского луча на поверхность детали и второй — при падении луча под некоторым углом, но в плоскости нормали и измеряемой составляющей напряжения. По этим снимкам рассчитывают соответствующие межплоскостные расстояния rf, и d , которые при наличии на иссле-

Главы 3-я и 4-я, составляющие основной объем книги, содержат справочные материалы в виде таблиц и графиков. В гл. 3 для основных фаз, ветре*-чающихся в металлических материалах, в таблицах указаны межплоскостные расстояния и интенсивности для самых сильных линии на рентгенограммах. Эти таблицы, в которые входят данные для чистых металлов, интерметаллических и других химических соединений и упрочняющих фаз внедрения, позволяют проводить контроль фазового состава материалов путем сравнения экспериментальных межплоскостных расстояний и интенсивностей линий с эталонными. Для фаз, наиболее распространенных в машиностроительных материалах, приведены углы скольжения при съемке на различных излучениях,

2) для фаз или чистых металлов, для которых имеются не только данные о типе и размере ячейки, но также и межплоскостные расстояния, d/n для теоретической рентгенограммы рассчитывать не нужно. В этом случае отношения d/n, полученные при расчете экспериментальной рентгенограммы, сравнивают со справочными данными (см. гл. 3); заключение о присутствии искомой фазы получают на основе результатов сравнения.

Сравнивая полученные значения d/n с теоретическими для карбида Fe3W3C видим их полное совпадение. Поэтому можно сделать вывод, что одной из фаз вольфрамированного слоя является сложный карбид Fe3W3C. Следовательно, соответствующим линиям рентгенограммы можно приписать индексы линий указанного карбида. Остается решить вопрос о том, каким фазам соответствуют 7, 13, 21, 22 и 23-я линии рентгенограммы. Исходя из диаграммы Fe—W, можно ожидать, что в процессе вольфрамирования имело место образование твердого раствора вольфрама в решетке a-Fe. Вследствие этого период и межплоскостные расстояния решетки a-Fe должны увеличиваться. Сравнивая экспериментально полученные значения d/n с приведенными в работе [3], можно видеть, что межплоскостные расстояния 7, 13 и 23-й линий рентгенограммы действительно несколько больше теоретических значений d/и для a-Fe, приведенных в таблице. Таким образом, можно предполагать, что 7, 13 и 23-я линии рентгенограммы принадлежат a-Fe, в котором растворено некоторое количество вольфрама.

МЕЖПЛОСКОСТНЫЕ РАССТОЯНИЯ И ИНТЕНСИВНОСТИ ЛИНИИ НА РЕНТГЕНОГРАММАХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

В третьем столбце указаны межплоскостные расстояния для трех (иногда четырех) наиболее сильных линий на рентгенограммах. Если для одного соединения приведено несколько строчек данных, это означает, что имеющиеся экспериментальные данные не совпадают.

МЕЖПЛОСКОСТНЫЕ РАССТОЯНИЯ И ИНТЕНСИВНОСТИ ЛИНИИ НА РЕНТГЕНОГРАММАХ УПРОЧНЯЮЩИХ ФАЗ ВНЕДКНИЯ И ОКИСЛОВ В СПЛАВАХ

При высоких (закалочных) скоростях охлаждения и степенях переохлаждения в некоторых сплавах типа твердых растворов замещения (алюминиевых, медных, никелевых и др.) образуются особого рода метастабильные фазы, представляющие собой локальные зоны с повышенной концентрацией легирующего элемента. Из-за различия в атомных диаметрах металла-растворителя и легирующего элемента скопление последнего вызывает местное изменение межплоскостных расстояний. Эти зоны называют зонами Гинье — Престона (ГП). Учитывая, что тип решетки не изменяется, зоны ГП часто называют «предвыделениями». Они имеют форму тонких пластин или дисков и размеры порядка 10"3...10 мкм. Границы их раздела полностью когерентны, поэтому поверхностная энергия зон пренебрежимо мала. У зон малого размера энергия упругих искажений решетки также мала, поэтому энергетический барьер для их зарождения весьма невелик. Зоны ГП зарождаются гомогенно на концентрационных флуктуациях. Особенность образования зон ГП — быстрота и безынкубационность их возникновения даже при комнатной и отрицательной температурах. Это обусловлено повышенной диффузионной подвижностью легирующих элементов, которая связывается с пересыщением сплава вакансиями при закалке.

хорошо видна интересная закономерность "зуС на кривых О(д) как бы повторяется на кривой d(x). Снижение микронапряжений п этом слое связано с уменьшением плотности дислокаций за счет "сил зеркального изображения". Уменьшение межплоскостных расстояний свидетельствует об уменьшении плотности точечных дефектов в имплантированном слое на глубине менее 0,1 мкм на фоне "разбухания" решетки до глубины 2 мкм.

Значения межплоскостных расстояний системы К-44-21А после прокаливания

Как известно, искажения кристаллической решетки вблизи дефектов кристаллического строения приводят к формированию областей сжатия и растяжения. В работе [121] подобные области наблюдались вблизи границ зерен, о чем свидетельствовали результаты измерения межплоскостных расстояний в кристаллической

Различия в электрохимическом поведении металла (электрохимическая гетерогенность) оценивали начальными значениями локальных электродных потенциалов в различных зонах сварных соединений трубных малоуглеродистых сталей локально в каждой зоне сварного соединения с помощью капиллярного микроэлектрода (см. гл. IV). В качестве рабочей среды наряду с растворами хлорида натрия для повышения разрешающей способности использовали модельный электролит, а также дистиллированную воду. Оценку физико-механического состояния металла производили рентгеноструктурным анализом, путем измерения микротвердости, а также микроструктурными исследованиями. Микроискажения кристаллической решетки и эквивалентные им остаточные микронапряжения определяли на рентгеновском дифрактометре ДРОН-1 (при этом использовали методику определения изменения межплоскостных расстояний по уширению интерференционного максимума). Для определения начальных значений электродных потенциалов в насыщенных растворах солей и подтверждения характера зависимости, полученного в модельном электролите и дистиллированной воде, измеряли потенциалы в каплях насыщенного раствора NaCl. Капли наносили на подготовленную поверхность образца на участках шва, линии сплавления, околошовной зоны и основного металла. Исследования показали существенную неравномерность распределения физико-механических свойств и потенциалов и полную корреляцию между распределением физико-механических величин и электрохимической гетерогенности в сварном соединении (рис. 107): в зоне шва отмечался максимальный градиент потенциалов (кривые 1—7), максимальные значения микротвердости (кривые 8—10) и микро- и макронапряжений (кривые 11, 13 и 12, 14). Это свидетельствует о том, что физико-механическое состояние является причиной электрохимической гетерогенности сварного соединения, которая приводит к возникновению корро-

В результате такой упругой деформации в пределах зерен и блоков межплоскостные расстояния изменяются неоднородно (рис. 2.1). Если обозначить абсолютное максимальное упругое отклонение периода решетки через Да, то отношение Да/а будет характеризовать величину максимального упругого отклонения межплоскостных расстояний от равновесных. Величину Да/а принимают за характеристику микронапряжений или искажений 2-го рода. Эти искажения вызывают уширение линий рентгенограммы Дй, но подчиняются другим закономерностям, чем уширение за счет измельчения размеров блоков.

На порошкограмме исходной титаномагнетитовой фракции кроме серии рефлексов магнетита фиксируются интенсивные линии, характерные только для ильменита. В продуктах из канала разряда линии ильменита значительно ослабляются (угловатые частички), либо практически исчезают (оплавленные овальные и сферические частицы). Одновременно с этим существенно возрастают размеры ребра элементарной ячейки магнетита (об этом свидетельствует соответственное увеличение межплоскостных расстояний на порошкограмме). По всей вероятности практически весь Т1+4 входит изоморфно в магнетит в форме ульвошпинелевого компонента. Это свидетельствует о том, что, несмотря на кратковременность разряда, некоторая часть породы в непосредственной близости от канала разряда разогревается до значительной температуры (800°С и более).

Механизм зарождения усталостных трещин зависит от уровня циклических нагрузок. При больших циклических деформациях на поверхности металла образуются широкие полосы скольжения, охватывающие несколько сотен межплоскостных расстояний. Увеличение числа циклов нагружения приводит к увеличению количества таких полос. При низких амплитудах циклических нагрузок возникают тонкие короткие следы пластической деформации, близко расположенные между собой. С увеличением длительности нагружения новые полосы почти не возникают, а происходит интенсификация пластической деформации по уже существующим следам сдвигов. Устойчивость грубых полос скольжения обусловлена нарушением сплошности металла в видесубмикротрещин и пор, которые при дальнейшем деформировании перерастают в микротрещины. При этом важное значение имеет поперечное скольжение, инициирующее процесс зарождения усталостной трещины.

Фазовый анализ стали и определение межплоскостных расстояний кристаллических решеток а-, у- и карбидных фаз производились рентгенографически (Fe — антикатод).

6. На основании изложенных данных можно высказать соображения о причине повышения твердости и износоустойчивости сплавов при различных способах термической или механической их обработки. Упрочнение металлов и сплавов связано либо с усилением всех связей между атомами, либо с усилением наиболее слабых связей, лимитирующих прочность кристаллических тел. Происходящее при этом изменение энергии Е{, «длины» L{ и характера v.t химической связи сопровождается малыми изменениями атомных радиусов /?,., межплоскостных расстояний df и параметров at кристаллической решетки или же ее базиса а{.

Особенно чувствительны к напряжению задние линии на рентгенограммах, т. е. те линии, которые отвечают брэгговским углам, большим чем 45°. Если металл находится в равновесном состоянии, то задние линии на рентгенограммах порошка представляют собой дублеты, т. е. двойные линии, отвечающие соответственно двум длинам волн ot и о^ К-серии применяемого рентгеновского излучения. Для напряжённого состояния эти дублеты /^а и К^ на рентгенограммах слиты вместе и общая интенсивность линий значительно ослаблена. Указанный способ служит для качественной оценки напряжённости решётки в случае напряжения II рода. Количественное измерение упругих напряжений 1 рода разработано Заксом и Виртсом [19] для линейно напряжённого состояния и Глоккером с сотрудниками [15] для плосконапряжённого состояния. В обоих случаях производят рентгеносъёмку по методу Закса (см. стр. 168) для прецизионного определения тех межплоскостных расстояний кристаллической решётки, перпендикулярно которым производилась деформация. Для ли-нейнонапряжённого состояния напряжение зе определяют по изменению брэгговского угла ДО при растяжении цилиндра (проволоки; с помощью формулы