Микроструктурных изменений

При проведении микроструктурных исследований стали были "обнаружены три типа трещин, отличающиеся своими размерами по ширине.

Травитель 3 [10 г (NH4)2S20S; 100 мл Н2О]. Этот раствор было предложено применять для макротравления (см. гл. V, травитель 12). Однако для микроструктурных исследований лучше использовать разбавленные растворы (0,1—0,5%-ные) при продолжительности травления 5—15 с после предварительного травления раствором /, рекомендованного Рэвдоном и Берглундом [8]. Температура раствора должна быть не выше 30—35° С, иначе поверхность образца, особенно в местах, содержащих включения, становится пятнистой. Перед употреблением всегда следует составлять свежий травитель.

ПРАКТИКА МИКРОСТРУКТУРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МАТЕРИАЛОВ

Для проведения микроструктурных исследований в процессе усталостных испытаний при знакопеременном изгибе применяют образцы в виде пластин толщиной 1—2 мм, длиной 100 мм и шириной 10—15 мм (рис. 1, в). При выполнении исследований цилиндрических образцов, подвергаемых нагружению во время испытания, по высоте образцов приготовляется лыска, на которой делается микрошлиф, позволяющий изучать изменения микроструктуры материала во время проведения

Возможность проведения таких микроструктурных исследований реализована в установке ИМАЩ-11 (см. гл. III). На этой установке изучали особенности изменения структуры образцов на примере термостойких ориентированных стеклопластиков АГ-4С и ЭФ-С в зависимости от интенсивности и продолжительности теплового воздействия при одностороннем программированном нагреве. Стеклопластик ЭФ-С представляет собой анизотропный прессованный волокнистый материал, связующим в котором служит эпоксидно-фе-нольная смола, а наполнителем являются стеклонити. Стеклопластик АГ-4С— это анизотропный прессованный волокнистый материал на основе модифицированной фенольно-формальдегидной смолы. Выбор стеклопластиков ЭФ-С и АГ-4С для исследования обусловлен тем, что уже накоплены основные данные о механических свойствах этих эффективных и широко применяемых в высокотемпературной технике материалов при их статических испытаниях в условиях нормальных температур и изотермических режимах нагрева [77; 114] *.

При проведении усталостных микроструктурных исследований металлических материалов методами тепловой микроскопии весьма важно осуществлять количественную оценку процесса зарождения и распространения усталостной трещины. При этом чаще всего используют или визуальное наблюдение за распространением магистральной трещины с измерением ее длины с помощью-микроскопа и микрометрической насадки АМ9-2, или методы измерения электрического потенциала в зоне распространения трещины. Автоматические анализаторы изображения позволяют получить данные о длине трещины и площади пластической деформации в ее вершине.

Для проведения микроструктурных исследований образцы после нагружения разрезали бакелитовым кругом с охлаждением и подвергали шлифовке, полировке и травлению.

Начиная с работы [24], серьезно исследовались сплавы Fe—Мп. При концентрациях марганца свыше 14% эти сплавы при комнатной температуре являются аустенитными [110, 111]; свыше 14% Мп наблюдается рост ЭДУ [110, 112]. Результаты микроструктурных исследований серии сплавов, содержащих более 14% Мп [НО], аналогичны данным для нержавеющих сталей, полученным при таком же возрастании ЭДУ. Следовательно, по ана-

выполнения микроструктурных исследований различных металлических материалов при деформировании в широком диапазоне температур в сочетании с исследованием характеристик кратковременной и длительной прочности и электрического сопротивления;

2.5 Методика микроструктурных исследований 49

2.5 Методика микроструктурных исследований

Д. К- Чернов определял положение критических точек на глаз, по цветам каления стали. Знаменитый французский исследователь Ф. Осмонд, воспользовавшись только что изобретенным Ле-Шателье пирометром, определил положение критических точек, описал характер микроструктурных изменений

при изменении температуры изменяются число вакансий и дислокационная структура. Поэтому закалка такого сплава фиксирует при низкой температуре состояние с повышенным количеством вакансий, что характерно для высокотемпературного состояния. Это будет закалка, хотя диаграмма состояний не показывает никаких изменений с повышением температуры. В данном случае не будет видимых микроструктурных изменений, поэтому изменение свойств намного меньше, чем в случае обработки, когда изменяется микроструктура.

ВЛИЯНИЕ МИКРОСТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ

Для проволок диаметром 1 мм из технически чистого молибдена исследовали эволюцию микроструктурных изменений при высокотемпературном отжиге (30 мин, 1300...1550°С) и ее взаимосвязь с механическими свойствами и микромеханизмпми разрушения при статическом ристнжсшии.

Колмпкон А. Г., Бунин И.Ж., Козицкий Д. В. ВЛИЯНИЕ МИКРОСТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ПРИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОМ ОТЖИГЕ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ТИП РАЗРУШЕНИЯ МОЛИБДЕНОВЫХ ПРОВОЛОК.....206

Нами разработана методика исследований скоростных микроструктурных изменений в стали при высоких температурах и пластической деформации [275]. При рассмотрении недеформированного аустенита этот метод имеет существенное преимущество перед вакуумным травлением, так как он: фиксирует структуру аустенита практически мгновенно, что важно для динамических процессов; резко выделяет слаботравящиеся двойниковые границы созданием цветового контраста пограничных объемов; надежно исключает из рассмотрения в качестве границ следы движения границ аустенит-ных зерен; отличается большой наглядностью.

Эксперименты проводились на установке с лазером на стекле с неодимом, работающем в режиме модулированной добротности [593. В лазерный блок входили пять усилителей и генератор, с помощью которых можно получать импульсы, близкие к треугольной форме, с энергией до 500 Дж и длительностью от 25 до 30 не. При фокусировании излучения линзой с фокусным расстоянием 100 см диаметр фокального пятна составлял 3 см. Для изучения микроструктурных изменений и эффекта ослабления волны давления в материале использовались образцы толщиной 0,3 см и меньше.

Изучение микроструктурных изменений, протекающих в сплавах в условиях нагружения, максимально приближенных к эксплуатационным, весьма необходимо для осуществления уточненной оценки температурно-временной зависимости механических свойств материалов, что должно приниматься во внимание при нормировании прочности конструкций.

в диапазоне е>102 с-1 монотонно возрастают как для армко-железа, так и для стали 45 (см. рис. 50). Интенсивная пластическая деформация в области разрушения укороченных образцов наблюдалась при всех скоростях ударного растяжения (до 500 м/с). Это свидетельствует о том, что так называемая критическая скорость деформирования не характеризует пластические свойства материала и является проявлением локализации деформации вблизи нагружаемого конца образца, длина рабочей части которого не позволяет обеспечить достаточную однородность деформации. При переходе от статических испытаний к ударным наблюдалось некоторое снижение остаточного удлинения образца (величина поперечной деформации в шейке практически не меняется). Такой характер изменения характеристик пластичности в области переходных скоростей деформации может быть связан как с большей локализацией деформаций при динамических испытаниях, так и с изменением соотношения микроструктурных изменений в материале при повышении скорости деформирования.

Для реализации комплексного подхода к изучению строения и свойств металлических материалов в ИМАШ АН СССР разработана соответствующая аппаратура. Совместно с ПО Киргизторгмаш и ЛОМО создана установка для физико-механических исследований ИМАШ-20-78, позволяющая проводить синхронное изучение структуры и определение свойств металлических материалов в широком диапазоне температур (от -50 до 1500°С), регистрацию изменения электрического сопротивления образца в процессе нагружения, а также запись первичной диаграммы деформирования в вакууме или нейтральных защитных газовых средах (рис. 9,а). Изменения марок микроструктуры в процессе испытания фиксируются на фотопластинках или фотопленке; установка снабжена кинокамерой "Конвас", в ней также предусмотрена возможность записи микроструктурных изменений на видеомагнитофоне. Температура образца и скорость нагружения могут изменяться по заданной программе.

Для исследования образующейся фрикционноспособной поверхности трения, физико-химических процессов и микроструктурных изменений, происходящих при трении, нами применялся следующий метод.