Что такое граница зерен

Аналогичные процессы изменения профиля поверхности твердого тела при контакте с жидкой фазой могут происходить и в местах выхода на поверхность границ зерен. При этом вдоль границы зерна образуется канавка. Для зерен, одинаковых по составу и по ориентировке относительно границы между ними, условие равновесия в вершине такой канавки описывается соотношением [c.102]

Термической обработкой ири температуре, обеспечивающей растворение карбидной фазы в твердом растворе с последующим быстрым охлаждением для фиксации гомогенного хромоникелевого аустенита. Для хромоникелевой стали, содержащей титан, иногда рекомендуется применять стабилизирующий отжиг ири температуре 850—900° С с выдержкой, обеспечивающей гомогенизацию аустенита (обычно 3—5 ч). В результате такого отжига диффузионные процессы, выравнивающие концентрацию хрома в зерне аустенита, протекают с большой скоростью и обеднение границ зерна хрома ие наблюдается. [c.73]

С увеличением времени и температуры отжига как по границам зерна, так и в их объеме происходит рост пузырьков и уменьшение их общего количества (рис. 20, в—е). [c.73]

Пусть векторы Бюргерса Ь = ( 6,0,0) будут направлены нормально к плоскости границы зерна, а общая плотность внесенных зернограничных дислокаций равна р. Предположим, что дислокации распределены хаотически, но однородно. Это значит, что вероятность обнаружить дислокацию на любом участке (у, y+dy) одинакова и равна dy/L. Конкретное расположение каждой из дислокаций не зависит от расположения других дислокаций. Такое распределение очень сильно отличается от однородного, периоди- [c.101]

Граница зерна называется когерентной, когда через эту границу прослеживается непрерывность кристаллической структуры от одного зерна к другому. Если угол разориентировки между двумя кристаллическими структурами очень мал, то обычно наблюдается небольшое число дефектов (дислокаций, вакансий), связанных с границами зерен. В конечном итоге разориентировка становится такой, что уже невозможно больше проследить какую-либо непрерывность перехода между решетками двух соседних зерен. В этом случае границу называют некогерентной. [c.345]

К плоскостным дефектам относятся поверхности, ограничивающие микрозерна поликристаллических металлов. Соседние зерна имеют независимую кристаллографическую ориентацию, и границы между зернами— это области деформаций, в которых концентрируются примеси. Такие границы можно выявить путем травления полированной металлической поверхности. [c.592]

Энергия границ зерен оценивается экспериментально, обычно она варьирует в пределах от 0,1 до 1 Дж/м и сильно зависит от таких факторов, как состав и ориентировка соседних зерен. Энергия, присущая границе зерна, может быть объяснена на основе представлений об относительной плотности упаковки атомов и энергиях связей. Атомы, расположенные вдоль границы зерен, имеют меньшие координационные числа, чем атомы, расположенные в [c.382]

В литературе по ионообменным процессам рассматриваются многочисленные случаи кинетики внутреннего переноса в зернах ионитов при влиянии не только диффузионного переноса, но и переноса за счет электродиффузионного потенциала, с учетом влияния двойного электрического слоя на внешней границе зерна, с заметной ролью внешнедиффузионного сопротивления и т. д. Многочисленность кинетических вариантов здесь определяется тем обстоятельством, что для различных структур ионитов и разнообразных условий проведения процесса возможны различные комбинации существенно влияющих на суммарный процесс эффектов, а те или иные эффекты могут быть приняты пренебрежимо малыми. Действительно, только при чисто диффузионной определяющей кинетике возможны режимы, когда заметное влияние на суммарную скорость процесса оказывает только сопротивление внутренней диффузии в других случаях скорость процесса ионного обмена определяется суммарным сопротивлением наружного и внутреннего переноса компонента, а в иных случаях определяющим фактором может стать одно только наружное сопротивление в различных комбинациях могут рассматриваться обратимые или необратимые химические реакции, комплексообразования и т. д. Так, при [c.251]

Если МКК связана с выделением карбидов, то в стали образуется узкая приграничная зона с пониженным содержанием хрома. Поляризационная кривая такой стали фактически представляет собой сумму кривых для обедненных хромом границ зерна и тела зерна с более высоким содержанием хрома. Вклад каждой составляющей определяется ее площадью. [c.67]

Покажем, как ту же задачу о йог лощении частиц зерном бесконечно большой емкости можно решить другим методом. Так как зерно имеет форму шара, уравнение для вероятности W хотя бы одного достижения границы будет иметь вид [c.68]

Границы зерен в чистом металле более склонны к разъеданию, чем само зерно. Это свойство используется при травлении металлов. В отличие от правильного расположения атомов в кристаллической решетке внутреннего объема материала атомы границы зерна упакованы гораздо свободнее. Так как границы обладают поверхностной энергией, то для материала границы можно ожидать большей скорости растворения, чем для материала объема зерна. [c.203]

Метод слабого пучка. Анализ дислокаций и наиболее надежное определение вектора Бюргерса обычно проводится при малых значениях g (т. е. при малых индексах действующих отражений) и малых отклонениях от вульф — брэгговского положения. При малых значениях S, т. е. при действии дифрагированных пучков большой интенсивности (сильные пучки), изображения дислокаций имеют ширину порядка 10 нм, тот же порядок имеет расстояние от области контраста до линии дислокации (или от изображения до точной проекции дислокационной линии). По существу указанные величины ( Ю нм) являются характеристикой разрешения обычного метода дифракционной электронной микроскопии в применении к анализу дислокаций, что более чем на порядок хуже разрешения современных приборов. Можно назвать ряд задач, для которых важно улучшить разрешение метода определение положения дислокаций (например, по отношению к границе зерна) выявление расщепления дислокаций и оценка энергии дефекта упаковки выявление парных дислокаций (при упорядочении) выявление дисперсных выделений на дислокациях. Для решения этих задач успешно используется так называемый метод слабого пучка . При использовании слабых действующих пучков (т. е. при больших s) ширина изображения дислокаций снижается до 1 нм. Метод слабого пучка может быть реализован в микроскопах, позволяющих получить темнопольные изображения высокого разрешения. [c.517]

Таким образом, при данном механизме залечивания пор наличие сетки границ зерен вблизи пор имеет важное значение. На рис. 1У.20 видно, что расстояние между многими порами, расположенными в центре зерен, меньше, чем расстояние их до границы зерна. Так как поры имеют различные размеры, а следовательно, и различную [c.179]

Поверхность такой стали уже следует рассматривать не как однородную, а как систему, состоящую из трех электродов I —карбид (Fe, Сг, Ni)4 П —граница зерна Fe/ r (Сг < 8%) П1 — зерно Fe/ r( r > 8%). В такой электрохимической системе наиболее отрицательным потенциалом будут обладать участки, непосредственно прилегающие к границам зерен, поскольку [c.241]

Простой анализ показывает, что в такой системе наиболее отрицательным электродом является зона вблизи границы зерна обеднения медью (III). Находясь под воздействием двух катодов, обладающих более положительным потенциалом [один из них (II) занимает большую часть поверхности], зоны у границ зерен подвергаются усиленному разрушению. [c.259]

Исходя из электрохимического механизма межкристаллитной коррозии алюминиевых сплавов, выбор электролита для ускоренных испытаний должен основываться на принципе создания таких условий, при которых тело зерна находилось бы в пассивном состоянии или растворялось бы с малой скоростью, а границы зерна — в активном состоянии. [c.264]

Величина р зависит как от условий переноса молекул адсорбирующегося вещества к поверхности зерна адсорбента, так и от размеров и характера пористости частиц адсорбента, определяющих путь миграции молекул от внешней границы по системе пор к центру зерна. Если скорость доставки адсорбирующихся молекул из раствора к внешней поверхности зерна адсорбента существенно меньше скорости миграции этих молекул от внешней поверхности в глубь зерна, то именно доставка вещества к поверхности адсорбента будет определять скорость процесса адсорбции, т. е. контролирующей стадией будет внешний массоперенос. Если же интенсивность поступления вещества к внешней границе зерна адсорбента намного больше, чем скорость диффузии молекул по системе пор внутри зерна, то очевидно, что именно диффузия внутри зерна (внутренний массоперенос) будет определять общую скорость достижения адсорбционного равновесия. [c.192]

Межкристаллитной коррозии могут подвергаться некоторые типы нержавеющей стали, имеющие высокое содержание углерода (0,05-3,15 % С). Она может иметь место, если нержавеющая сталь подвергалась термообработке, так что на границах зерен выпали карбиды хрома, а затем материал оказался подвержен воздействию кислого раствора или морской воды. Механизм реакции показан на рис. 105. Выпадение карбидов хрома имеет место только при определеных условиях для аустенитной стали преимущественно при 550-850 С. В этом случае говорят, что сталь сенсибилизирована. В результате выпадения карбида тонкий слой вблизи границы зерна настолько обедняется хромом, что сталь теряет свой нержавеющий характер. Сенсибилизация может оказаться результатом не только термообработки, но и сварки (см. 8.2) (рис. 106). При воздействии коррозивной среды зоны, обедненные хромом, совместно с остальной [c.115]

В работе [119] для описания неравновесных границ с высокой кривизной кристаллической рещетки и переменной разориен-тацией, обнаруженных в N1 после РКУ-прессования, был использован дисклинационный подход, в котором такая граница зерна была смоделирована высокой плотностью непрерывно распределенных частичных дисклинаций одного знака (рис. 2.5). При этом было показано, что такая граница является источником очень вы- [c.65]

В заключение кратко остановимся на адсорбционных явлениях на границах зерен поликристаллических тел. Как и при адсорбции на других межфазных поверхностях, термодинамическое описание адсорбции на границах зерен основывается на уравнении Гиббса. Здесь также поверхностно-активными являются вещества, которыр снижают свободную энергию границы зерна, и эти вещества самопроизвольно концентрируются на такой границе (этот процесс иногда называют сегрегацией примесей на границах зерен). Вместе с тем при адсорбции на границах зерен существует и ряд особенностей. [c.93]

В 1940 г. Дикс [24] высказал предположение, что между металлом и анодными включениями (такими, как ннтерметаллид-ная фаза uAlj в сплаве 4 % Си—А1), выпадающими по границам зерен и вдоль плоскостей скольжения, возникают гальванические элементы. Когда сплав, подвергнутый растягивающему напряжению, погружен в коррозионную среду, локальное электрохимическое растворение металла приводит к образованию трещин к тому же растягивающее напряжение разрывает хрупкие оксидные пленки на краях трещины, облегчая таким образом доступ коррозионной среды к новым анодным поверхностям. В подтверждение этого механизма КРН был измерен потенциал на границе зерна металла, который оказался отрицательным или более активным по сравнению с потенциалом тела зерна. Более того, катодная поляризация эффективно препятствует КРН. [c.138]

Предлагались и другие гипотезы для объяснения межкристаллитной коррозии, однако механизм, связанный с обеднением хромом, более всего отвечает экспериментальньпл данным, и, по-видимому, соответствует истине. Например, в карбидах, выделившихся на границах зерен после сенсибилизации нержавеющих сталей, как и ожидалось, обнаружено Повышенное содержание хрома. В продуктах коррозии на границе зерна, полученных в условиях, когда исключалось разрушение карбидов, содержание хрома оказалось ниже, чем в целом в сплаве. Так, Шафмейстер[17] подвергал воздействию холодных концентрированных растворов серной кислоты нержавеющую сенсибилизированную сталь, содержащую 18 % Сг, 8,8 % N1, 0,22 % С. После 10-дневных испытаний в продуктах коррозии сплава на границе зерен он обнаружил только 8,7 % Сг. Содержание N1 и Ре в продуктах коррозии составляло, соответственно, 8,4 и 83,0 %. А это означает, что по границам зерен не происходит обеднения сплава никелем, но увеличивается содержание железа. Исследования сенсибилизированных нержавеющих сталей с помощью сканирующего микроскопа показали обеднение границ зерен хромом и [c.306]

Для сильно разориентированных зерен вблизи границы, возникают участки аморфизованного материала, толщина которых может составлять несколько межмолекулярных расстояний. Энергия таких большеугловых границ зерен слабее зависит от их разориентации, но при некоторых углах разориентации, отвечающих, в частности, так называемым двойниковым границам, могут возникать резкие минимумы величины энергии границы зерна (рис. I—11,6). Максимальные значения величины Огз зависят от природы твердого тела они достигают обычно одной трети поверхностной энергии границы раздела твердое тело — пар для металлов и примерно половины — для ионных кристаллов. [c.30]

Поверхность раздела между двумя твердыми фазами сходна пО строению с границами зерен в однокомпонентных твердых телах (см. с. 29). Основное отличие заключается в том, что граница зерна в поликристалле принципиально термодинамически неравновесна, тогда как граница раздела двух разнородных твердых фаз может быть равновесной, хотя из-за кинетических затруднений, связанных с малой скоростью диффузионных процессов в твердых телах, такое равновесное состояние часто не достигается. [c.83]

Другая особенность влияния реальной структуры твердого тела на интенсивность адсорбционного влияния среды связана с тем, что дефекты структуры обладают избыточной свободной энергией, прояв-ляюш,ейся, например, в виде энергии границ зерен поликристалла Огз (см. 2 гл. I). Наличие такого связанного с дефектами структуры запаса энергии в деформируемом твердом теле приводит к тому, что в присутствии адсорбционно-активной среды трещинам разрушения оказывается термодинамически более выгодным развиваться вдоль подобных дефектов, и если в обычных условиях поликристаллический материал может разрушаться по телу зерен, то в присутствии активных расплавов происходит преимущественное распространение трещин по границам зерен. В качестве предельного случая такого облегченного распространения трещин по границам зерен может рассматриваться выполнение условия Гиббса — Смита (см. 3 гл. П1) — условия термодинамической выгодности образования жидкой прослойки вдоль границы зерна [c.340]

В фазовых контактах [15] сцепление частиц обусловлено близкодействующими силами когезии, реализуемьши на площади, значительно превышающей по своим линейным размерам элементарную ячейку, т. е. сцепление осуществляется по крайней мере 10 — 10 межатомными связями. В этом случае контактная поверхность может бьггь подобна участку границы зерна в поликристаллическом материале, и переход, из объема одной частицы в объем другой осуществляется непре рывно внутри одной фазы (см. рис. Х1-16, в), что и дает основание для используемого термина. Минимальное значение прочности таких контактов можно оценить как [c.379]

Явление межкристаллитной коррозии происходит из-за неодинаковой скорости диффузии хрома и углерода. Карбиды в аустенитной стали выделяются ио границам зерна. Так как скорость диффузии углерода значительно ныше, чем у хрома, весь углерод успевает продиффунднровать к границам зерна, тогда как для образования карбида хром берется только из окружаюии1х поверхность зерна объемов. В результате выделения карбида поверхность зерна оказывается обедненной хромом меньше порога коррозионной устойчивости 12% Сг ). [c.72]

Два предположения были сделаны для объяснения межкристаллитного характера разрущения этих тонких видманштеттовых структур (а+р)-фаз [19, 105]. 1. Образование непрерывной прослойки а-фазы по границе зерна. В сплаве Т1—11,5Мо — 62г — 4,55п а-фаза может быть обогащена оловом ( +цирконием) и вследствие этого быть чувствительной к КР. (Однако к таким сплавам, как Т1 — ПМо или Т1 — 8Мп, это объяснение не может относиться.) 2. Сегрегация некоторых элементов по границам зерен в процессе старения, например загрязнения бором. Однако ни то, ни другое объяснение не является достаточно удовлетворительным. [c.410]

Расчетное распределение упругих деформаций вблизи границы зерна, содержащей такую конфигурацию дислокаций, в соответствии выражением (2.1) имеет аналогичные экспериментально построенной кривой 1 на рис. 2.3 особенности и показывает максимум упругих деформаций в приграничной области, а также экспоненциальный спад при больщих расстояниях от границы зерна. Отметим, что быстрое уменьщение величины упругих деформаций с увеличением расстояния от границы зерна предсказывалось также и в других работах [12, 118]. Из рис. 2.3 следует, что достаточно хорощее совпадение расчетных данных, полученных по формуле (2.1), с экспериментальными данными достигается при среднем расстоянии между краевыми зернограничными дислокациями D = 10 нм, что соответствует их плотности 1X10 м при величине вектора Бюргерса бзгд = Ь/6 где Ь = 2,56 X 10 м [Ш]. [c.64]

Рассмотрим усредненные характеристики случайных полей, такие как среднее значение напряжений (<Ту(ж,у) , дисперсии (сг (ж,у) - у(ж,г/))2 и другие моменты второго рода (сту(ж,у)х хск1 х,у)), полученные путем усреднения по целому ряду реализаций структуры границы зерна. При этом под реализацией имеется в виду конкретный массив дислокаций в границе зерна, который удовлетворяет упомянутый выше закон случайного однородного распределения. Указанные характеристики определяют среднеквадратичные упругие деформации и избыточную энергию, вызванную хаотическими дислокационными массивами. [c.102]

Как следует из табл. 1.4.16, наибольшие величины Е , достигаюшие 1,07 и 1,12 эВ, отмечены у самой опасной с точки зрения снижения межатомных сил сцепления в зернограничном а-твердом растворе примеси — атомов фосфора — при температуре 873 К. У атомов азота и серы энергии взаимодействия с границей зерна в ышя-шей стали 20 достигают максимальных величин 0,81 эВ при 673 К (азот) и 0,61 эВ при 973 К (сера). В сталях 20пс и 20сп эти примеси находятся в основном в связанном состоянии и не оказывают столь резкого воздействия на величину Е , а, следовательно, их роль в снижении когезии границ и изменении величины их электрохимической активности не так заметна. [c.69]

В веществах с очень большими размерами зерен по сравнению с длиной волны процесс рассеяния можно представить геометрически на наклонной границе раздела волна разделяется на различные отраженные и прошедшие виды волн. Для каждой из этих волн такой же процесс повторяется и на следующей границе зерна. Таким образом, от первоначального звукового пучка все время отделяются составляющие волны, которые на своем длинном и сложном пути все в большей степени превращаются в тепло вследствие имеющегося также и истин5->ого поглощения (см. ниже). [c.129]

Метод нулевой ползучести основан на том, что тонкие проволочки или фольги, нагретые до температур, близких к точкам их плавления, будут сжиматься, если поверхностное натяжение больше, чем статическое растяжение, связанное с нагрузкой (такой как вес проволочки или фольги), и растягиваться (ползти) в случае, когда а меньше указанной величины. Путем нагружения образцов в нескольких точках, получают набор экспериментальных данных, по которым строят зависимость степени растяжения от величины нагрузки. Нагрузка, соот-ветствуюшая точке нулевой ползучести, дает возможность рассчитать поверхностную энергию. Наличие границ зерен отчасти усложняет анализ, так как в расчетах необходимо учитывать межфазное натяжение на этих границах. Однако соотношение между значениями поверхностного натяжения (на границе зерна и на поверхности металл - газ) может быть получено путем изучения канавок по границам зерна, возникающих на поверхности образца, и измерения соответствующего двугранного угла (рис. 13.14). Следовательно, сочетание метода нулевой ползучести с измерением двугранного угла позволяет получить значения межфазного натяжения как на поверхности металл - газ, так и на границах зерен. [c.348]

БЛОКИ МОЗАИКИ - участки монокристалла или зерна (субзерна) поликристалла, отличающиеся нена-рушеннот кристаллической решеткой и разориентированные (смещенные или повернутые) относительно друг друга на доли градуса. Характеризуют несовершенство кристаллической структуры, связанное с наличием дефектов в кристаллах. Совокупность Б. м. (рис.) образует мозаичную структуру кристалла, понятие о к-рой возникло в начале 20 в. при изучении отражения рентгеновских лучей кристаллами. Подобная структура образуется при криста.1лизации вещества из расплава, вследствие пластического деформирования материала, в результате. чартенситного превращения стали, при отпуске закаленных сплавов, распаде пересыщенных твердых растворов, облучении материала нейтронами и т. д. Эта структура влияет на протекание таких процессов, как диффузия, абсорбция, адсорбция и т. п. Границей между Б. м. служит система дислокаций, вдоль и вблизи к-рых кристаллическая решетка искривлена. Два блока, разделенные такой границей, разориентированы относительно друг друга на угол , связанный с расстоянием й между дислокациями и Блоки мозаики в кристалле. [c.146]

Наиболее сильно МКК проявляется в таких условиях, когда границы зерна корродируют в активном состоянии (с большой скоростью) а зерно находится в пассивном состоянии и почти не разрушается. По этому принципу подбирают и коррозионные растворы для выявления склонности к МКК. Область действия различных растворов для коррозионных испытаний на межкристаллит-иую коррозию удобно определить, если сопоставить стационарные потенциалы стали в этих растворах с поляризационной кривой для коррозионностойкой стали, как показано на рис. 31 [107J. [c.107]

Уже при рассмотрении механизма межкристаллитной коррозии мы столкнулись с тем фактом, что внутренние растягивающие напряжения на границах зерна могут служить причиной возникновения трещин межкристаллитного характера. Этот эффект будет еще более усиливаться при наложении внешних растягивающих напряжений, так как границы зерна являются наиболее слабым звеном в поликристаллите металла. Коррозия под напряжением поэтому часто сопровождается межкристаллитным разрушением. Однако коррозия под напряжением может также иметь и транс кристаллитный характер. [c.60]

Таким образом, в ограниченном кристалле могут реализоваться только две возможности. Если Р(Ь) — знакопеременная функпия, то имеется максимально возможная длина, которую нельзя превзойти при любом конечном Р. Если же Р(Ь) — знакопостоянная функция, то при достаточно большом Р (таком, что >5о) произойдет потеря устойчивости с последующим скачкообразным превращением упругого двойника в остаточную двойниковую прослойку. Качественный анализ показывает, что эта закономерность имеет место и в случае упругих двойников в ограниченном кристалле с анизотропией общего вида [177], а также для упругих двойников вблизи границы раздела сред с различными упругими модулями [179]. Потеря устойчивости упругого двойника вблизи остаточной двойниковой прослойки экспериментально наблюдалась в кальците [180]. Взаимодействие двойника с границей зерна описано в [66]. Нам также представляется, что потеря устойчивости двойников в кристаллитах может быть одной из причин, приводящих к прерьшистому характеру пластической деформации в поликристаллах, когда последняя осуществляется, главным образом, путем двойникования (см,, например, [190]), [c.83]

Экспериментально было установлено, что в карбидах хрома на каждую весовую часть углерода приходится 10—12 ч. хрома. Поэтому выпадение карбидов хрома по границам зерен приводит к сильному обеднению отдельных зон сплава хромом. Наиболее сильное обеднение хромом наблюдается в зоне, непосредственно прилегающей к границе зерна. Здесь концентрация хрома может упасть до 5—8%. В зонах, удаленных от границы зерна, концентрация хрома снижается в меньшей степени полагают, что всего на 2—3%. Такое неравномерное обеднение границ и зерна хромом объясняется очень большим коэффициентохм диффузии углерода по сравнению с хромом в твердом растворе Fe — Сг —Ni. Схематически изменение концентрации хрома около выпавших карбидов изображено на рис. 139, откуда видно, что в результате нагрева нержавеющей стали в опасной зоне температур (600—800° С) на поверхности стали появляются три зоны, сильно отличающиеся по своему химическому составу. Эти три структурные составляющие будут и в электрохимическом отношении неоднородны, так как электродный потенциал твердого раствора железо — хром сильно зависит от концентрации хрома (рис. 140). [c.241]

Использование указанных моментов для определения коэффициентов переноса возможно, если известны теоретические выражения этих моментов в зависимости от коэффициентов переноса. Такие формулы и были получены в случае слабонеизотермической кинетики сорбции. В рамках указанного приближения найдены [11] выражения для [Л и М (при te 2) в случае 5 для модели однородного сорбента при постоянной концентрации сорбтива на внешней границе зерна. В частности, показано, что р,о — нулевой температурный момент — обратно пропорционален коэффициенту внешнего теплообмена а и определяется по формуле [c.130]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология