Определение плотности дислокаций: Методические указания для выполнения лабораторной работы по курсам «Материаловедение», «Металлография»

 Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Комсомольский - на - Амуре государственный

технический университет

Кафедра «Материаловедение и технология новых материалов»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ДИСЛОКАЦИЙ

Методические указания к выполнению лабораторной работы

Комсомольск-на-Амуре 2000

УДК 021. 791

Определение плотности дислокаций: Методические указания для выполнения лабораторной работы / Сост. – А.А. Покровский, Е.Б. Мокрицкая, Т.И. Башкова. - Комсомольск-на-Амуре: Комсомольский-на-Амуре гос. техн.   ун-т, 2000. -  с.

Методические указания содержат: сведения об условиях образования, размножения и взаимодействии дислокаций, о влиянии дислокационной структуры на прочностные характеристики в сталях.

Предназначены для студентов машиностроительных специальностей, изучающих курсы «Материаловедение»,  «Металлография».

 Печатается по постановлению редакционно-издательского совета Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета.

Согласовано с отделом стандартизации.

Рецензент Н.А. Семашко

Подписано в печать 18.05.99

Формат 60х84 1/16. Бум. тип. № 3. Печать офсетная. Усл. печ. л. 0,47.

Уч.-изд. л. 0,50. Тираж 50. Заказ 14055. Бесплатно.

Редакционно-издательский отдел Комсомольского-на-Амуре

государственного технического университета

681013, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27

Полиграфическая лаборатория Комсомольского-на-Амуре

государственного технического университета

681013, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27

 Цель работы: 1) ознакомиться с методикой выявления дислокаций и с получающейся формой ямок травления в различных материалах. 2) определить плотность дислокаций в кристаллах, изготовленных о различной технологии. 3) рассмотреть различные виды дислокаций (линейные дефекты), их свойства, а также влияние, которое оказывают дислокации на упрочнение металлов и сплавов. 4) определить плотность дислокаций по микрофотографии, полученной с помощью трансмиссионной электронной микроскопии иопределить угол разориентировки блоков металлографическим анализом.

                         ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

               В настоящее время одной из важнейших задач металловедения является исследование неправильностей (дефектов) атомно-кристаллической структуры металлических зерен и установление связи этих дефектов с процессами, происходящими в металлах и сплавах, и их свойства.

          Дефекты кристаллического строения подразделяют по геометрическим признакам на :

1.  Точечные ( нульмерные ). К ним относятся вакансии, межудельнные атомы примесные атомы;

2.  Линейные ( одномерные ). К ним относятся дислокации, цепочки вакансий и межудельных атомов;

3.  Поверхностные ( двумерные ). Это границы зерен, блоков, двойников, дефекты упаковки;

4.  Объемные ( трехмерные ). Это поры, трещины, царапины.

Точечные дефекты малы во всех трех измерениях. Их размеры по всем направлениям не больше нескольких атомных диаметров. Линейные дефекты малы в дух измерениях (имеют атомные размеры ), а в третьем – значительно большего размера, который может быть соизмерим с длиной кристалла. Поверхностные, в частностном случае, плоские дефекты характиризуются тем, что их размеры малы только в одном измерении.

    Впервые понятие о дислокациях было введено Орованом, Поляни и Тейлором в 1934 году для того, чтобы объяснить несоответствие между наблюдаемой прочностью ( r = G/1000 , где G – модуль сдвига ) и теоретической прочностью кристаллов ( r = G/2 П ), а также для описания атомного механизма скольжения при пластической деформации металлов.

Дислокацией называется линейное несовершенство, образованное «лишней» полуплоскостью в решетке металлов ( рис. 1)

«Лишняя», неполная атомная плоскость называется экстраплоскотью. Если экстраплоскость находится в верхней части кристалла, то дислокация положительная, если в нижней, - отрицательная. В кристаллах различают два вида дислокаций: краевую дислокацию (см. рис. 1) и винтовую (рис. 2).

Дислокацию можно представить следующим образом: мысленно расщепить кристалл по вертикали сверху вниз (или снизу вверх) до половины высоты