Аномальный рост - зерно
Cтраница 1
 |
Электронно-микроскопический снимок легированного вольфрама, отожженного в течение 3 5 ч при 2200 G. [1] |
Аномальный рост зерен, однако, регулируется энергией границ зерен. [2]
В металле может происходить аномальный рост зерна ( фиг. Бурке [4], объясняя такой рост, замечает, что если данное зерно в благоприятных условиях стало значительно больше, чем окружающие зерна, то оно получает дополнительные преимущества для дальнейшего роста благодаря большей кривизне границы; последнее вытекает из требования, чтобы углы в каждой вершине большого зерна ( фиг. Можно лишь догадываться об условиях, создающих первоначальные преимущества для возникновения аномально больших зерен; однако, несомненно, большое значение имеют такие факторы, как распределение тормозящих частиц ( см. фиг. [3]
Иногда отжиг приводит к аномальному росту отдельных первичных зерен до очень крупных размеров. По-видимому, при такой малой степени деформации возникает очень мало зародышей и они вырастают в первичные очень крупные зерна. Движущей силой роста является уменьшение энергии межзеренных границ. [4]
В этом случае имеют дело с аномальным ростом зерен. Если форма распределения зерен по размерам зависит от времени, то для роста зерен закон tllt не выполняется. Это фактически означает, что прежде, чем пользоваться рассмотренными выше моделями для анализа экспериментальных данных, необходимо убедиться, что распределение зерен по размерам не зависит от времени. Поскольку это требует более сложных экспериментов, до сих пор к этому прибегали редко. [5]
Эти случаи принято относить к так называемому аномальному росту зерен, когда распределение зерен по размерам весьма неоднородно и большие зерна являются как бы зародышами для аномального роста. Энергии активации роста зерен в наноматериалах близки по значениям к таковым для зернограничной диффузии. В широком интервале температур выявлено повышение энергии активации роста границ с увеличением температуры; например, для нанокристаллов RuAl в интервалах температуры 873 - 1073, 1073 - 1173 и 1073 - 1273 К значения энергии активации составили соответственно 39, 72 и 213 5 кДж / моль, что связывается с прогрессирующим температурным влиянием пограничных сегрегации на замедление роста зерен. Эти результаты трактуются как наличие различных механизмов роста в низко - и высокотемпературном интервалах. [6]
Вместе с тем, обычный процесс зарождения подо бен с точки зрения структуры аномальному росту зерен [106], при котором растет только некое избранное зерно, становящееся гораздо больше остальных. Это именно та ситуация, когда случайное субзарно превращается в зародыш. Насколько редки такие превращения, можно понять, рассмотрев типичный рекристаллизационный процесс, лри котором полиговизованный материал с субзернами размером 1 мкм превращается в ракристаллизованную структуру с размером зерна, например, 100 мкм. Отношение объема субзерна к объему нового зерна 1: 10 соответствует вероятности того, что одно из субзерен станет зародышем. Этот результат также указывает на проблему, стоящую перед исследователем, ищущим под электронным микроскопом растущий зародыш, так как он обычно способен наблюдать лишь очень небольшой объем материала, прозрачного для электронного пучка. [8]
 |
Типичная микроструктура ферритов с характерными признаками вторичной рекристаллизации. [9] |
После завершения собирательной рекристаллизации при определенных температуре и продолжительности изотермической выдержки в микронеоднородной системе создаются условия для аномального роста зерен. Внешне это явление проявляется в чрезвычайно быстром увеличении размеров некоторых зерен, поглощающих в процессе роста окружающую тонкодисперсную матрицу. [10]
При дальнейшем отжиге начальное изменение исходной ( первично рекристаллизовамной) микроструктуры иногда имеет черты, типичные для аномального роста зерен. На более поздних стадиях осуществляется нормальный рост зерен. Такая картина наблюдается в случае весьма размытого исходного распределения зерен по размерам. [11]
Терминология, используемая для обозначения этих явлений, меняется от случая к случаю. Термины прерывистый рост зерен, аномальный рост зерен, огрубление зеренной структуры, непрерывное огрубление зеренной структуры и вторичная рекристаллизация являются синонимами. Применение условного выражения рост зерен для описания явлений, определяемых процессом 5, неудачно, поскольку может привести к недоразумениям при рассмотрении первичного роста зерен. Выражение огрубление зеренной структуры лучше характеризует реальное положение вещей. [12]
Сущность метода состоит в том, что одно из рекри-сталлизованных зерен в металле растет значительно быстрее за ечет соседних. В сильнодеформированном молибдене ( на 70 % и более) наблюдается аномальный рост зерен в процессе вторичной рекристаллизации, особенно, если имеется четко выраженная текстура деформации. Образованию монокристаллов в сильнодеформированном молибдене способствует создание достаточно большого подвижного температурного градиента по направлению деформации. В этом случае сильно активизируется миграция границ растущих зерен. [13]
Если после возврата в структуре остаются отдельные неравновесные границы зерен, то в процессе рекристаллизации возможен аномальный рост зерен. [14]
Но иногда при продолжительном нагреве отдельные зерна начинают расти за счет других. В итоге весь образец может оказаться состоящим всего из двух-трех крупных зерен. Такой процесс называют вторичной рекристаллизацией. Исходную мелкозернистую матрицу получают первичной рекристаллизацией. Рост нескольких крупных кристаллов, иногда называемый чрезмерным, неравномерным или аномальным ростом зерен, рассматривается несколько дальше. Рост отдельных зерен может происходить и посредством укрупнения уже существующих или вновь образующихся зерен, которые растут в процессе отжига. [15]
Страницы: 1