ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физические характеристики из "Электролитическое и химическое полирование" Физические характеристики поверхности включают структуру и свойства, такие как твердость и связанные с ней остаточные напряжения. При механической полировке обычно ведут серию операций с использованием абразивов увеличивающейся тонкости они нарушают структуру тем основательнее, чем тяжелее условия обработки и ниже предел упругости материала. Посколгьку границы кристаллов препятствуют распространению скольжения, монокристаллы являются особенно чувствительными к механическим нарушениям поверхности. [c.62] В начале двадцатого века Георг Бейлби начал систематически изучать поверхностную структуру полированных материалов, включая металлы, минералы и стекла. Очень простыми методами он пытался показать, что конечная стадия полировки, которая сообщает металлу гладкость и максимальное отражение, не состоит в стирании последних неровностей, но включает также вид плавного или вязкого разрушения поверхностных слоев молекул. В своей теории он исходил из того положения, что во время трения очень тонкие слои металла ведут себя как жидкость, утрачивая кристаллический характер и фактически становясь аморфными [1451. Эта поверхностная зона известна под названием слоя Бейлби. [c.63] Первые данные электронографии вызвали оживленную дискуссию. Два расплывчатых кольца, обычно видимые на снимках полированного образца, были приняты некоторыми исследователями за доказательство аморфной природы поверхности, тогда как другие объясняли их поверхностной оксидной пленкой. [c.63] Финч с сотрудниками считали, что они имели формальное доказательство аморфной природы слоя Бейлби [1461, но кажется, никто больше не мог воспроизвести их результаты 1131]. [c.63] Рентгенограммы дают подобные разультаты, но так как ренг-геновы лучи обладают большей проникающей силой, чем электроны, диаграммы не могут дать такую же детальную картину структуры они более удобны в случаях сильного наклепа, вызванного шлифовкой или обработкой на станке. На шлифованных монокристаллах алюминия, меди и железа пятна Лауэ заменены кольцами Дебая — Шерера и не появляются вновь, пока не растворится значительный слой с поверхности металла 1149], то же происходит с поликристал-лическими образцами [150, 158]. На рис. 21 показана серия рентгенограмм, снятых во время анодной полировки образца сплава нимоник, который сначала был отшлифован тонким напильником, а затем на наждачной бумаге с пО Вышающейся тонкостью абразива. [c.65] Рекристаллизация поверхностных слоев отжигом давно известна дл-я случая шлифованной а-латуни [155], но последние усовершенствования в металлографической технике привели к более полным исследованиям [156]. Кинетика рекристаллизации различна на разных глубинах от поверхности, так как степень наклепа уменьшается с глубиной. [c.71] Возможно возникновение рекристаллизации во время механической шлифовки и полировки за счет тепла, развиваемого трением [157]. Это в особенности относится к тем металлам, температура рекристаллизации которых лежит вблизи комнатной. Например, микрофотографии поверхности крупнокристаллического образца очень чистого цинка (рис. 28 а, б, в) показывают следы деформации (двойники), а также маленькие кристаллы. Некоторые наблюдения наводят на мысль, что механические овойства снижаются в поверхностных слоях, наклепанных шлифованием или другой механической обработкой [135]. На микрофотографиях железа и углеродистых сталей ясно видны признаки разрывов в форме очень тонких подповерхностных трещин 1—2 мк (рис. 29). Эти разрывы образуются в областях максимальной микротвердости, и их появление определенно показывает, что максимальное растягивающее напряжение превышается при механической обработке [158]. [c.73] Наконец, следует заметить, что шлифование и механическое полирование способны вызвать фазовые превращения. Например, в нержавеющей стали 18 8 около 90 /о аустенита в слое 2,5 X 10 см толщиной переходит в феррит, и еиз.менный аустенит появляется только на 4 X X 10 см ниже [159]. Шлифование монокристалла чистого железа шлифовальной бумагой 0000 также вызывает появление на поверхности у-фазы, которое указывает на то, что температура при этом достигает более 900° С, вслед за тем наступает почти мгновенное охлаждение [160]. [c.73] Суммируя, можно сказать, что с момента, когда поверхность металла подвергается механическим операциям шлифовки, обработки инструментом или полировки с целью улучшения ее микропрофиля, она приобретает новую структуру, которая меняется по мере расстояния от поверхности с возможным переходом в нормальную структуру. Степень структурных изменений и толщина получаемых участков зависит от природы металла, его металлургического состояния и условий, при которых он обрабатывался. [c.73] Исключительное преимущество электрополировки состоит в ее способности растворять полностью измененные слои любой толщины, сохраняя или даже улучшая микрогеометрию поверхности. Химическая полировка дает такой же эффект, но ее нельзя рекомендовать при толстых слоях. [c.75] Отсутствие структурных изменений на поверхности металлов, полированных электролитически, было впервые показано косвенным путем таким простым методом, как продолжение кристаллами катодного осадка кристаллов основы [155, 1611. Это было подтверждено рентгенографически и электронографически [149, 162], тогда как совершенство решетки было продемонстрировано остротой линии Кикучи [160, 163]. [c.75] Пластическая деформация металла приводит к внутренним напряжениям [165], распределение которых может быть определено последовательным растворением поверхностных слоев при анодной полировке [165]. Хорошо известно, что такие напряжения всегда возникают при механической обработке поверхности (рихтовке, шлифовке, полировке и т. д.) [167]. Тот факт, что их можно устранить электронолировкой, говорит о влиянии этого метода обработки на усталостные свойства материала [168]. [c.75] Вернуться к основной статье