Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Двойники отжига (рекристаллизации)

20.04.2019

Примечательной особенностью микроструктуры многих рекристаллизованных металлов и сплавов с г. ц. к. решеткой является присутствие в ней большого числа двойников отжига (рекристаллизации). Они обычно выглядят как полосы, ограниченные параллельными линиями, связанные с когерентными им плоскостями {111}. Когерентные поверхности двойников при нагреве оказываются мало подвижными, но некогерентные поверхности часто мигрируют, что может привести в результате развития этого процесса к исчезновению небольших двойников (наблюдения с помощью эмиссионного микроскопа).

Строение двойника в г. ц. к. кристаллах эквивалентно дефекту упаковки (рис. 91). Так как последние всегда существуют в деформированной матрице, то создается благоприятная ситуация для образования двойников, когда растущее зерно встречает дефект упаковки. Действительно, существует хорошая корреляция между плотностью дефектов упаковки в деформированной матрице (определенной по рентгеновской методике) и количеством двойников отжига, встречаемых в данном образце после рекристаллизации. Однако существует и ряд других особенностей процесса роста зерен, которые могут определить формирование двойников. Например, рис. 92 иллюстрирует возможность образования двойника T в тройном стыке в условиях, когда зерно 5 растет за счет зерен U и V. Образование двойника приводит к уменьшению общей поверхностной энергии, если (как показано в теории Фуллмана и Фишера):
Двойники отжига (рекристаллизации)

Когда создаются условия для соблюдения этого неравенства, образуется устойчивый двойниковый зародыш, и граница начинает перемещаться вперед (см. стрелки на рис. 92), что ведет к формированию микроскопически легко различимой двойниковой области Т. Так как энергия двойниковой границы ost весьма низкая (особенно в тех наиболее часто встречающихся случаях, когда поверхность двойника полностью когерентна с зерном S), имеется реальная вероятность того, что приведенное выше неравенство будет надежно соблюдаться.

Предположим, что обе границы S—V и T—V являются большеугловыми и имеют примерно одинаковую поверхностную свободную энергию. Тогда может быть записано выражение:

Существенно большая разность в левой части этого неравенства может быть достигнута двумя путями. Во-первых, наиболее вероятно, что S—U-поверхность является высокоугловой границей, T—U-поверхность — малоугловой или двойниковой (с низкой энергией). Во-вторых, обе границы большеугловые, но T—U-поверхность представляет собой специальную границу с большим числом совпадающих мест и соответственно имеющую низкую энергию.

Эта теория (Фуллмана, Фишера) образования двойников отжига при движении тройного стыка получила многократные экспериментальные подтверждения.

Непосредственное наблюдение за формированием двойников отжига в процессе миграции границ зерен и образования в результате этого процесса специальных границ (с большим числом совпадающих мест) было осуществлено, например, на свинце высокой чистоты (Ауст и Раттер). В ряде случаев первая T—U-граница имеет относительно малую плотность совпадающих мест, и на следующей стадии двойникования возникает новая ориентация T', определяющая уже повышенную плотность совпадающих мест на границе T'—U, которая обладает в этом случае соответственно низкой энергией.

Такие же результаты получены на высокочистом алюминии. Так как в этом последнем случае двойниковые границы обладают сравнительно высокой энергией (возможно в связи с высокой энергией дефекта упаковки), указанное выше неравенство соблюдается с большим трудом. Требуется большое количество границ с высокой плотностью совпадающих мест, чтобы можно было наблюдать возникновение двойников отжига. Однако двойники отжига, редко встречающиеся в алюминии, в изобилии наблюдаются в меди или в серебряных сплавах, в которых весьма низка энергия дефекта упаковки (и соответственно низка энергия двойниковой границы).

He наблюдалось образования двойников в тех случаях, когда граница является мало- или среднеугловой. Вероятно, это связано с тем, что граница в этом случае является малоподвижной, и по энергетическим соображениям рост двойника прекращается сразу же после его образования. Становится понятной причина, почему специальные границы с большой плотностью совпадающих мест эффективны в облегчении формирования двойников: наряду с низкой энергией они к тому же обладают высокой подвижностью.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: