
- •15) Распада твердого раствора по механизму образования и роста зародышей второй фазы.
- •16) Атомный механизм упрочнения.
- •17) Механизм коагуляции и сфероидизации.
- •18) Как изменяются физические свойства металлов в зависимости от степени деформации.
- •19) Основные различия между механизмами спинодального распада и распада твердого раствора путем образования и роста зародышей новой фазы.
- •20) Пусто.
- •21) Краевая дислокация. Строение. Энергия краевой дислокации.
- •22) Стадии старения и причины образования метастабильных фаз.
- •23) Принцип функционирования источника Франка-Рида
- •24) Схема возникновения дендритной ликвации и ее практическое использование.
- •25) Рост зерна при нагреве металла. (при отжиге)
- •26) Что такое линии Чернова –Людерса и причины их возникновения.
- •27) Вывести формулу для определения критического размера зародыша при кристаллизации.
- •28) Аномальный рост зерна и его практическое использование
24) Схема возникновения дендритной ликвации и ее практическое использование.
Дендритная
ликвация – химическая неоднородность
сплава в пределах одного зерна
(центр-переферия). При охлаждении сплава
состава х диффузия не успевает выровнять
состав. Твердая фаза имеет состав α2
, но этот
состав имеют только верхние слои
кристалла. Остальная часть сплава не
меняет свой состав,
поэтому средний состав сплава соответствует
α2’,
который находится между α1
и α2 .
при понижении температуры средний
состав тв.фазы все больше отклоняется
от равновесного. И закончится α5’.
Образование ликвации расширяет интервал
затвердевания. Пунктирная линия-
неравновесный солидус. Явление ликвации
может быть
использовано
в технике. Н
икелемедные
сплавы с ликвационной неоднородностью
имеют не строго определенную точку
Кюри, а температурный интервал, внутри
которого намагниченность плавно
уменьшается до нуля. Это свойство
используется в приборостроении. Самым
важным практическим применением ликвации
является получение чистых Ме и
полупроводников путем направленной
кристаллизации и зонной плавки
(заключается в расплавлении и затвердевании
узкой зоны твердого стержня, вдоль
которого эта зона перемещается).
Дендритную ликвацию можно устранить
гомогенизацией- отжиг при высокой
температуре.
25) Рост зерна при нагреве металла. (при отжиге)
Отжигом чистых металлов называется их нагревание до высокой температуры и последующее медленное охлаждение. Отжиг при достаточно высокой температуре литого чистого металла, состоящего из зёрен, имеющих дендритную структуру, приводит к устранению такой структуры. Это связано с тем, что небольшие количества примесей, распределяются более равномерно в его объёме, а кристаллографическая разориентировка отдельных его частей уменьшается. Если углы между однотипными осями (с одинаковыми индексами) соседних дендритов малы, то дендриты могут объединяться в одно зерно.
При температурах выше 0,3-0,4 Тпл, когда протекает диффузия, происходит грануляция (спрямление границ) и рост зёрен. Движущей силой грануляции является уменьшение свободной зернограничной энергии. Спрямление границ влечёт за собой уменьшение их площади, а, следовательно, и поверхностной энергии. Анизотропией поверхностного натяжения в данном случае можно пренебречь, т.е. принимаем, что она не зависит от конфигурации и положения границы.
Зернограничная энергия уменьшается не только при грануляции, но и при росте зерна. Под ростом зерна в твёрдом металле подразумевается рост одних зёрен за счёт других, благодаря чему средняя величина зерна увеличивается и, следовательно, уменьшается число зёрен и удельная протяжённость их границ. Процесс роста зёрен часто называют собирательной рекристаллизацией. Собирательная рекристаллизаця идёт при отжиге в металле, осаждённом с помощью электролиза, вакуумным распылением и т.п.
26) Что такое линии Чернова –Людерса и причины их возникновения.
Еще в 1860 г. Людерс, а затем независимо от него Чернов обнаружили, что при растяжении образцов железа и стали на их поверхности образуются специфические фигуры. Чернов связал их возникновение с волнами упругих напряжений. Он обнаружил, что предварительно отполированные образцы становятся матовыми, и пришел к заключению, что мягкая литая сталь обладает драгоценным свойством – способностью фиксировать на своей полированной поверхности рисунок волн упругих напряжений, если усилия превосходят предел упругости.
Рис.
7.1. Линии деформации, выявленные Д.К.
Черновым при резке листа и пробивании
отверстия: а - лист, из которого вырезали
образцы; е - точками обозначены места,
где волны напряжений интерферируют
На рис. 7.1 воспроизводятся оригинальные рисунки из сообщения Чернова. Было обращено внимание на то, что одни линии деформации вогнутые, а другие – выпуклые. Чернов показал, что вогнутые линии связаны с локальными впадинами на поверхности, образующимися в результате действия растягивающих волн напряжений, а выпуклые (локальное выпучивание) – с действием сжимающих напряжений.
В современной трактовке перемещение полос Чернова-Людерса по поверхности деформируемого образца рассматривается как автоволновой процесс. В работе [10] была экспериментально изучена эволюция полей деформаций при распространении полосы Чернова–Людерса по поверхности образца из малоуглеродистой стали при его растяжении. Для измерения в каждой точке деформируемого образца модулей векторов смещении e ru и их компонент ux = uy, ориентированных соответственно параллельно и перпендикулярно направлению приложения нагрузки, использовали метод лазерной спекл-интерферометрии. Анализ полей смещения [10] позволил предложить оригинальную модель образования полос Чернова– Людерса. В соответствии с этой моделью полоса формируется в результате распространения аккомодирующих поворотов по образцу в тот момент, когда микросдвиги охватили его полностью.
Ротационные процессы существенно изменяют состояние поверхности деформируемого образца, а следовательно и условия рассеяния света на ней. Подтверждением связи распространения полос Чернова–Людерса с волновой природой пластической деформации является совпадение скоростей распространения этих волн и фронта полосы. Последнюю измеряют путем регистрации распространения полосы на видеопленку.