Полное и неполное "смачивание" границ зерен второй твердой фазой в сплавах железа и кобальта

• Автор: Кучеев, Юрий Олегович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Аналитический обзор литературы
1.1 Модель теории фазовых переходов на границе зерен
1.1.1 Фазовые переходы смачивания границ зерен жидкой фазой
1.1.2 Фазовые переходы «смачивания» границ зерен второй твердой фазой
1.2 Выбор материалов и методов исследования, позволяющих наблюдать фазовый переход «смачивания»
1.2.1 Металлографический анализ
1.2.2 Исследование образцов методами электронной микроскопии
1.3 Выводы по главе
2 Воздействие ферромагнетизма на процессы, протекающие на границах зерен48
2.1 Влияние ферромагнетизма на диффузионную проницаемость Ъл в сплавах Бе
2.2 Гипотеза о существовании неклассических моделей переходов от неполного к полному «смачиванию» границ зерен
2.3 Выводы по главе
3 Наблюдение классической модели монотонной зависимости доли
«смоченных» границ
3.1 Фазовые переходы смачивания границ зерен жидкой фазой в системе Ш-Бе-В
3.2 Переход от неполного к полному «смачиванию» границ зерен второй твердой фазой в сплавах 7г-]МЪ
3.3 Выводы по главе
4 Наблюдение отклонения от классической модели «смачивания» границ зерен
второй твердой фазой в системе Со Си Связь с магнитным превращением70
4.1 «Смачивание» ГЗ второй твердой фазой в системе Со-Си
4.2 Влияние ферромагнетизма на «смачиваемость» границ зерен
4.3 Выводы по главе

5 Наблюдение отклонения от классической модели «смачивания» границ зерен
феррита второй твердой фазой
5.1 «Смачивание» границ зерен феррита фазой Лавеса в ферритной высокохромистой стали СгоРег 22Н (сплав системы Бе-Сг)
5.2 Переход от неполного «смачивания» к полному в двухфазных областях аРе+уБе и аРе+Ре3С системы Ре-С
5.3 Выводы по главе
Заключение
Список использованных источников

Введение
Актуальность работы
Структура и морфология фаз значительно влияют на физические, механические и коррозионные свойства поликристаллических материалов. Недавно было обнаружено, что в целом ряде систем при изменении температуры может происходить обратимый переход от неполного к полному смачиванию границ зерен (ГЗ) расплавом или второй твердой фазой. При полном смачивании на границах зерен формируются непрерывные прослойки второй фазы (расплава или второй твердой фазы), которые отделяют зерна первой фазы друг от друга. При неполном смачивании вторая фаза на границах зерен имеет форму отдельных капель (если она жидкая) или частиц (если она твердая). Такие зернограничные превращения обратимы, они сильно изменяют как микроструктуру, так и свойства двухфазных поликристаллических материалов. Как правило, переход от неполного смачивания к полному происходит при повышении температуры. Такие переходы наблюдаются в целом ряде технологически важных систем: в сплавах меди, алюминия, железа, циркония, титана, вольфрама, молибдена и многих других.
Образование термодинамически равновесных прослоек второй фазы в результате зернограничных переходов смачивания изменяет механические свойства материала (может приводить как к сверхпластичности, так и к охрупчиванию), влияет на коррозионную стойкость, диффузионную проницаемость, рекристаллизацию и рост зерен, электрическое сопротивление материала и т.д. Особенно важны в этом смысле недавно обнаруженные зернограничные фазовые переходы «смачивания» второй твердой фазой. В частности, они происходят в таких технологически важных системах, как железо-углерод, алюминий-цинк, алюминий-магний и т.д.
В процессе эксплуатации происходит рост зерен матрицы, а также изменение морфологии зерен второй фазы. В объеме материала образовавшиеся при кристаллизации пластины и стержни второй фазы разбиваются на фрагменты,

ва применяли алмазную пасту, которая наносилась на поверхность круга во время его вращения. Размер зерен абразива: 6, 3 и 1 мкм. Круг во время полирования увлажняли жидким мылом. Образец шлифовальной поверхностью вручную прижимался к вращающемуся кругу.
После полирования, также как и после шлифования, шлиф промывается водой и этиловым спиртом. Затем сушится потоком горячего воздуха.
С целью выявления микроструктуры в ходе выполнения данной работы использовалось химическое травление.
Время травления и травитель выбраны по справочным данным [50]. Углеродистые стали и сплавы Nd-Fe-B травят 3%ЕПЧОз+спирт, время травления 5-10 сек (до выявления микроструктуры - при этом зеркальный шлиф становится матовым).
Анализ микроструктур
После подготовки микрошлифы были исследованы на оптическом (световом) микроскопе Neophot 32. Наиболее характерные участки микрошлифов сфотографированы при помощи встроенной цифровой камеры Canon EOS Digital REBELXT с размером матрицы 20x20 мм, разрешением 9 МПикс. Наблюдаемые микроструктуры в зависимости от температуры отжига (7'0ТЖ) продемонстрированы в каждом конкретном разделе диссертации.
По полученным микроструктурам образцов произведены измерения углов на тройных стыках, посчитана доля смоченных границ, средний контактный угол «смачивающей» фазы. Измерения проводились при помощи программы Image Expert Pro. (NEXSYS) и CorelDRAW 12. Статистические данные обрабатывались в программе Microsoft Office Excel.
В результате анализа микроструктуры с помощью оптического микроскопа стало понятно, что с помощью одного этого метода нельзя сделать заключения о наблюдении перехода от неполного к полному «смачиванию» границ зерен, и для анализа необходимы: более широкий диапазон увеличений, более высокая разрешающая способность, большая глубина резкости. Всего этого можно достичь с помощью методов электронной микроскопии.