Определение ориентации зерен по расположению двойников

Для металлов, склонных к двойникованию при деформации, можно рекомендовать оценку ориентировки отдельных кристаллитов по известным плоскостям залегания двойников. Если систем двойникования несколько, однозначность определения усложняется. В этом случае необходимо вводить следующее ограничение: по расположению двойников определять ориентацию зерен, близкую к известной, т. е. определение проводить на текстурованном материале.

Для определения используют метод перпендикулярных сечений. После слабой деформации прокаткой (2...3%) на образце в двух перпендикулярных сечениях приготовляют шлиф (например, на плоскости прокатки и на плоскости, перпендикулярной плоскости прокатки и параллельной направлению прокатки). На поверхности шлифов выявляют выходы двойников и определяют углы между двойниками и направлением прокатки (рис. 5.8). Затем с помощью построения стереографических проекций производят индицирование плоскости и направления прокатки.

Двойники деформации на плоскости прокатки (а) и на поверхности, перпендикулярной плоскости прокатки (б) в монокристалле технического сплава Fe-3% Si с ориентировкой (110) [001]

Рис. 5.8. Двойники деформации на плоскости прокатки (а) и на поверхности, перпендикулярной плоскости прокатки (б) в монокристалле технического сплава Fe-3% Si с ориентировкой (110) [001]

Например, для определения ориентации одного из зерен в техническом сплаве Fe-3% Si (плоскости двойникования {112}) с текстурой (ПО)[001], у которого на ПП угол между границей двойника и НП составляет (р, а на плоскости, перпендикулярной плоскости прокатки - у, необходимо на стандартной стереографической проекции (110), отметить центр проекции и направление [001]. Затем перенести стандартную проекцию на сетку Вульфа, и по большому кругу от [001] отложить угол (р, а по экватору от точки, соответствующей выходу экватора на большой круг, - угол у. Совместить две полученные точки с меридианом, который в этом случае представляет проекцию плоскости двойникования. По проекции плоскости построить стереографическую проекцию нормали к плоскости, для чего по экватору отсчитать от точки пересечения его с меридианом угол 90°. На стандартной стереографической проекцией (ПО) будет видно, что проекция нормали к плоскости двойникования несколько не совпадает с проекцией [112]. Это несовпадение вызвано поворотом плоскости (ПО) от плоскости прокатки. Поворот плоскости стереографической проекции до совпадения выхода нормали к плоскости двойникования с проекцией [112] дает возможность определить положение нормали к поверхности образца.

Используя свойство двойников — вести себя при холодной деформации подобно «жестким меткам» - можно, зная исходную ориентировку кристаллита, исследовать переориентацию его решетки, например в процессе прокатки (рис. 5.9). В процессе деформации происходит наклон двойников по отношению к ПП, т. е. изменяется положение плоскостей двойникования - {112}.

а

б

в

Рис. 5.9. Микроструктура монокристалла с исходной ориентировкой (110)[001 ] технического сплава Fe-3% Si после деформации:

а - ? -3%; б - ? -25%; в - ? -50%

5.3. Определение ориентации зерен по виду доменной структуры

Для ферромагнитных материалов оценку ориентации отдельных кристаллитов можно осуществлять методами магнитной металлографии, позволяющими визуализировать доменную структуру. Наиболее широкое распространение получил метод порошковых фигур, состоящий в следующем. Хорошо полированную поверхность ферромагнетика помещают в жидкость с взвешенными в ней коллоидными частицами ферромагнитного порошка. Так как по границам доменов магнитные поля компенсированы не полностью, то частицы и оседают в основном по этим границам, выявляя сами домены. На рис. 5.10 приведены примеры выявления доменной структуры электротехнической изотропной стали методом порошковых фигур. Морфология доменной структуры отдельных зерен соответствует различным кристаллографическим плоскостям, лежащим в плоскости шлифа.

в г

Рис. 5.10. Вид порошковых фигур на плоскостях кристаллитов электротехнической изотропной стали:

а-г - у всех кристаллитов в плоскости шлифа лежит плоскость, близкая к (110);

  • 1 - ось [001] составляет с плоскостью наблюдения углы ~ 0°;
  • 2-2...4°;3-6...10°;4-~20°

Для крупнокристаллических ферромагнитных образцов метод порошковых фигур был несколько усовершенствован. Жидкость с взвешенными в ней коллоидными частицами ферромагнитного порошка помещают в дискообразную линзу (магнитная линза), одна сторона которой выполнена из прозрачного материала, а периметр представляет собой небольшой соленоид (рис. 5.11, а). При помещении данной линзы на поверхность ферромагнитной пластины магнитное поле, создаваемое ее соленоидом, приводит к незначительному локальному намагничиванию образца, в результате чего его доменная структура перестает быть равновесной. Поскольку искажения магнитных полей доменов сосредоточены на их границах, то оседающие на них частицы ферромагнитного порошка позволяют выявить сами домены (рис. 5.11, б).

Визуализация доменной структуры с использованием магнитной линзы

Рис. 5.11. Визуализация доменной структуры с использованием магнитной линзы

Доменная структура электротехнической анизотропной стали

Рис. 5.12. Доменная структура электротехнической анизотропной стали: а, б - у всех кристаллитов в плоскости шлифа лежит плоскость, близкая к (110); направление доменных границ соответствует оси [001 ]

б

Магнитные линзы различных размеров успешно используются в промышленном производстве электротехнической анизотропной стали с ребровой текстурой. Применение данных приборов позволяет без удаления покрытия в кристаллитах по отклонению границ основных доменов от направления прокатки оценить остроту текстуры, ответственной за магнитные свойства готового продукта (рис. 5.12).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >