Что понимают под структурой металла

Главная » Разное » Что понимают под структурой металла

Сборник микроструктур металлов и сплавов

Мы в Компании «Металл-экспертиза» ежедневно изучаем структуры различных металлов и сплавов: от обыкновенной феррито-перлитной стали до титановых сплавов типа ВТ6 с альфированным слоем после высокотемпературного нагрева.

Не все эти работы мы выкладываем, так как многие из них слишком специфичны и вряд ли бы стали интересными широкому кругу наших читателей. А вот сами изображения микроструктур металлов наверняка понравятся почти всем, тем более практически невозможно в настоящий момент найти сборник структур разных сплавов в одном месте. Поэтому тот, вроде бы, побочный материал, который мы получаем при проведении экспертиз, является настоящей находкой для тех кому интересно металловедение. И было бы настоящим преступлением не выложить его в открытый доступ. Ведь металлография столь многогранна по причине того, что структура металла зависит не только от его вида, но ещё и от той термической обработки, которой данный металл или сплав подвергли.

Данная статья будет постоянно обновляться – мы будем добавлять новые изображения микроструктур. Более подробное описание структур вы сможете посмотреть в отдельных мини-статьях, перейдя по соответствующей ссылке (если ссылка еще не активна, значит описание еще не готово, и мы работаем над ним). Общие принципы металлографического анализа освещены в этой статье.

1.Сталь

1.1.Феррит с перлитом, описание структуры

Сталь 08кп (0,07%С). Малое количество перлита. При большем увеличении

хорошо различимо пластинчатое строение перлита.

Ст3кп (0,18%С). Перлита значительно больше, чем в стали 08кп, так как содержание углерода почти в три раза выше.

Сталь 50 (0,53%С). Перлит занимает больше половины объема.

1.2.Аустенит, описание структуры

Сталь 12Х18Н10Т. Данная сталь иммеет аустенитную структуру за счет аустенитобразующего элемента — никеля. Цветная фотография дана для примера.

Сталь 12Х18Н10Т. Хорошо видны двойники, характерные для аустенита.

Сталь 110Г13Л или так называемая сталь «Гатфильда».

Сталь 110Г13Л. Зерна аустенита имеют более округлую форму, чем у аустенита никелевых сталей. На границах осели частицы упрочняющей фазы.

2.Чугун

2.1.Серый чугун, описание структуры

ЧНХМД, основа перлитная, пластинчатый графит. Структура без травления и с травлением.

ЧНХМД, основа перлитная, пластинчатый графит. 

ЧНХМД, основа феррито-перлитная, пластинчатый графит.

Чугун СЧ20, основа ферритная, графит вермикулярный, частично пластинчатый гнёздообразной формы. Литое состояние (без отжига), расположение графита междендритное.

ВЧ100, основа ферритная, шаровидный графит.

3.Медь и ее сплавы

3.1.Медь, описание структуры

Медь марки М1.

3.2.Латунь, описание структуры

ЛЦ40С, альфа+бета латунь.

4.Сплавы алюминия, описание структуры

Сплав Д16Т. Хорошо видна деформация зерен вдоль направления проката.

Сплав АД31. Состояние после отжига.

<<<предыдущая статья    следующая статья>>>

сталь | Состав, свойства, типы, марки и факты

Основной металл: железо

Изучение производства и структурных форм железа от феррита и аустенита до легированной стали

Железная руда является одним из самых распространенных элементов на Земле, и одно из основных ее применений — производство стали. В сочетании с углеродом железо полностью меняет свой характер и становится легированной сталью.

Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видеоролики к этой статье

Основным компонентом стали является железо, металл, который в чистом виде не намного тверже меди.За исключением крайних случаев, железо в твердом состоянии, как и все другие металлы, является поликристаллическим, то есть состоит из множества кристаллов, которые соединяются друг с другом на своих границах. Кристалл — это упорядоченное расположение атомов, которое лучше всего можно представить как сферы, соприкасающиеся друг с другом. Они упорядочены в плоскостях, называемых решетками, которые определенным образом пронизывают друг друга. Для железа структуру решетки лучше всего можно представить в виде единичного куба с восемью атомами железа в углах. Для уникальности стали важна аллотропия железа, то есть его существование в двух кристаллических формах.В объемно-центрированном кубе (ОЦК) в центре каждого куба находится дополнительный атом железа. В расположении гранецентрированного куба (ГЦК) есть один дополнительный атом железа в центре каждой из шести граней единичного куба. Существенно, что стороны гранецентрированного куба или расстояния между соседними решетками в ГЦК-схеме примерно на 25 процентов больше, чем в ОЦК-схеме; это означает, что в структуре ГЦК больше места, чем в структуре БЦК, для хранения посторонних (
i.е., легирующих) атомов в твердом растворе.

Железо имеет аллотропию ОЦК ниже 912 ° C (1674 ° F) и от 1394 ° C (2541 ° F) до точки плавления 1538 ° C (2800 ° F). Называемое ферритом, железо в его ОЦК-образовании также называется альфа-железом в более низком температурном диапазоне и дельта-железом в более высокотемпературной зоне. Между 912 ° и 1394 ° C железо находится в порядке ГЦК, которое называется аустенитом или гамма-железом. Аллотропное поведение железа сохраняется, за некоторыми исключениями, в стали, даже когда сплав содержит значительные количества других элементов.

Существует также термин бета-железо, который относится не к механическим свойствам, а, скорее, к сильным магнитным характеристикам железа. При температуре ниже 770 ° C (1420 ° F) железо является ферромагнитным; температуру, выше которой он теряет это свойство, часто называют точкой Кюри.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

В чистом виде железо мягкое и, как правило, не используется в качестве конструкционного материала; основной метод его упрочнения и превращения в сталь — добавление небольшого количества углерода.В твердой стали углерод обычно присутствует в двух формах. Либо он находится в твердом растворе в аустените и феррите, либо находится в виде карбида. Форма карбида может быть карбидом железа (Fe
₃ C, известный как цементит) или карбидом легирующего элемента, такого как титан. (С другой стороны, в сером чугуне углерод проявляется в виде хлопьев или кластеров графита из-за присутствия кремния, подавляющего образование карбидов.)

Влияние углерода лучше всего иллюстрируется диаграммой равновесия железо-углерод. Линия A-B-C представляет точки ликвидуса (, т.е. температуры, при которых расплавленное железо начинает затвердевать), а линия H-J-E-C представляет точки солидуса (при которых затвердевание завершается). Линия A-B-C показывает, что температура затвердевания снижается по мере увеличения содержания углерода в расплаве железа. (Это объясняет, почему серый чугун, содержащий более 2 процентов углерода, обрабатывается при гораздо более низких температурах, чем сталь.) Расплавленная сталь, например, с содержанием углерода 0.77 процентов (показано вертикальной пунктирной линией на рисунке) начинают затвердевать при температуре около 1475 ° C (2660 ° F) и полностью затвердевают при температуре около 1400 ° C (2550 ° F). С этого момента все кристаллы железа находятся в аустенитном — т. Е. ГЦК — расположении и содержат весь углерод в твердом растворе. При дальнейшем охлаждении происходит резкое изменение примерно при 727 ° C (1341 ° F), когда кристаллы аустенита превращаются в тонкую пластинчатую структуру, состоящую из чередующихся пластинок феррита и карбида железа. Эта микроструктура называется перлитом, а изменение называется эвтектоидным превращением. Перлит имеет твердость алмазной пирамиды (DPH) приблизительно 200 килограммов-сил на квадратный миллиметр (285 000 фунтов на квадратный дюйм), по сравнению с DPH 70 килограммов-сил на квадратный миллиметр для чистого железа. Охлаждение стали с более низким содержанием углерода (, например, 0,25 процента) приводит к получению микроструктуры, содержащей около 50 процентов перлита и 50 процентов феррита; он мягче, чем перлит, с DPH около 130.Сталь с содержанием углерода более 0,77 процента, например 1,05 процента, содержит в своей микроструктуре перлит и цементит; он тверже перлита и может иметь DPH 250.

Диаграмма равновесия железо-углерод.

Encyclopædia Britannica, Inc. .

Типы семантических компонентов

Ведущий семантический компонент в семантической структуре слова обычно называют денотативным компонентом (также может использоваться термин ссылочный компонент ). Денотативный компонент выражает концептуальное содержание слова.

В следующем списке представлены денотативные компоненты некоторых английских прилагательных и глаголов:

Обозначительные компоненты

одинокий, прил.> в одиночку, без компании

пресловутый, прил. > широко известный

празднуется, прил. > широко известный

в блики, в.> Смотреть

посмотреть, v. > посмотреть

дрожать, v.> Дрожать

дрожать, v.> Дрожать

Совершенно очевидно, что определения, приведенные в правом столбце, лишь частично и не полностью описывают значения соответствующих им слов.Чтобы дать более или менее полное представление о значении слова, необходимо включить в схему анализа дополнительные семантические компоненты, которые именуются коннотациями, или коннотативными компонентами.

Дополним семантические структуры приведенных выше слов, введя коннотативные компоненты в схемы их семантических структур.

Приведенные выше примеры показывают, как, выделяя денотативные и коннотативные компоненты, можно получить достаточно ясную картину того, что на самом деле означает это слово.Схемы, представляющие семантические структуры glare, shiver, shudder , также показывают, что значение может иметь два или более коннотативных компонента.

Приведенные примеры не исчерпывают все типы коннотаций, но представляют лишь некоторые из них: эмоциональные, оценочные коннотации, а также коннотации продолжительности и причины. (Более подробную классификацию коннотативных компонентов значения см. В главе 10.)

Значение и контекст

В начале параграфа «Многозначность» мы обсудили достоинства и недостатки этого языкового явления.Один из наиболее важных «недостатков» многозначных слов состоит в том, что иногда существует вероятность недопонимания, когда слово используется в одном значении, но принимается слушателем или читателем в другом. Вполне естественно, что в таких ящиках есть материал, из которого сделаны анекдоты, например, следующие:

Заказчик. Я бы хотел книгу, пожалуйста.

Книготорговец. Что-нибудь легкое?

Заказчик. Это не имеет значения.Моя машина со мной.

В этом разговоре покупателя честно вводит в заблуждение многозначность прилагательного light , понимая его в буквальном смысле, тогда как продавец книг использует это слово в переносном значении «несерьезно; развлекательно».

В следующем анекдоте один из выступающих делает вид, что неправильно понял своего собеседника, основываясь на своей гневной реплике на многозначности существительного kick:

Критик начал уходить в середине второго акта пьесы.

«Не уходи», — сказал менеджер. «Я обещаю, что в следующем акте будет потрясающий удар».

«Хорошо», — был ответ, — «отдай автору». 1

Вообще говоря, общеизвестно, что контекст является мощным средством предотвращения любого неправильного понимания значений. Например, прилагательное унылый, , если оно используется вне контекста, будет означать для разных людей разные вещи или вообще ничего. Только в сочетании с другими словами он раскрывает свое истинное значение: тусклый зрачок, тупая игра, тупое лезвие, мутная погода, и т. Д.Однако иногда такой минимальный контекст не раскрывает значение слова, и его можно правильно интерпретировать только через то, что профессор Н. Амосова назвала контекстом второй степени [1], как в следующем примере: Человек был крупный, но жена была еще толще. Слово жирнее здесь служит своеобразным индикатором, указывающим на то, что большой описывает толстого человека, а не большого.

Текущие исследования семантики в значительной степени основаны на предположении, что одним из наиболее многообещающих методов исследования семантической структуры слова является изучение линейных отношений слова с другими словами в типичных контекстах, т.е.е. его совместимость или совмещаемость.

Ученые установили, что семантика слов, характеризующихся общими встречами (т. Е. Слова, которые регулярно появляются в общих контекстах), коррелирована, и, следовательно, одно из слов в такой паре может быть изучено через другое.

Таким образом, если кто-то намеревается исследовать семантическую структуру прилагательного, лучше всего рассмотреть прилагательное в его наиболее типичных синтаксических образцах A + N (прилагательное + существительное) и N + l + A (существительное + связать глагол + прилагательное) и тщательно изучить значения существительных, с которыми часто используется прилагательное.

Например, изучение типичных контекстов прилагательного bright в первом паттерне даст нам следующие наборы: a) bright color (цветок, платье, шелк и т. Д.), B) bright metal ( золото, драгоценности, доспехи и т. д.), в) ярких, учеников (учеников, мальчиков, товарищей и т.д.), г) ярких, лиц (улыбка, глаза и т.д.) и некоторые другие. Эти наборы приведут нас к выделению значений прилагательного, относящегося к каждому набору комбинаций: а) интенсивный по цвету, б) сияющий, в) способный, г) веселый и т. Д.

Для переходного глагола, с другой стороны, рекомендуется шаблон V + N (глагол + прямой объект, выражаемый существительным). Если, например, нашим объектом исследования являются глаголы производить, создавать, составлять, , правильной процедурой будет рассмотрение семантики существительных, которые используются в шаблоне с каждым из этих глаголов: что это такое что производится? создано? составлен?

Существует интересная гипотеза о том, что семантика слов, регулярно используемых в общих контекстах (например,г. ярких цветов, чтобы построить дом, создать произведение искусства, и т. Д.) Настолько тесно взаимосвязаны, что каждый из них как бы постоянно отражается на значении своего соседа. Если глагол для создания часто используется с объектом music, , не естественно ли ожидать, что определенные музыкальные ассоциации сохранятся в значении глаголов – compose?

Отметьте также, насколько тесно отрицательная оценочная коннотация прилагательного пресловутый связана с отрицательной коннотацией существительных, с которыми оно обычно ассоциируется: печально известный преступник, вор, гангстер, игрок, сплетник, лжец, скряга, и др.

Все это приводит нас к выводу, что контекст — хороший и надежный ключ к значению слова. Тем не менее, даже приведенные выше шутки показывают, насколько вводящий в заблуждение этот ключ может оказаться в некоторых случаях. И здесь перед нами две опасности. Первый — это явное непонимание, когда говорящий имеет в виду одно, а слушатель принимает слово в другом значении.

Вторая опасность связана не с процессом коммуникации, а с исследовательской работой в области семантики.Распространенная ошибка неопытного исследователя — видеть в каждом новом наборе комбинаций разное значение. Вот загадочный вопрос, чтобы проиллюстрировать, что мы имеем в виду. Ср .: злой человек, гневное письмо. прилагательное злой используется в одном и том же значении в обоих контекстах или в двух разных значениях? Некоторые люди скажут «два» и будут утверждать, что, с одной стороны, сочетаемость различна: (человек имя человека; буква имя объекта), а с другой стороны, буква не может вызывать гнев. Правда, не может; но он может очень хорошо передать гнев человека, написавшего его. Что касается возможности комбинирования, главное, что слово может реализовывать одно и то же значение в различных наборах сочетаемости. Например, в парах веселые дети, веселый смех, веселые лица, веселые песни прилагательное веселый передает одно и то же понятие хорошего настроения, независимо от того, испытываются ли они непосредственно детьми (в первой фразе) или косвенно выражаются через веселые лица, смех и песни других словесных групп.

Задача различения различных значений слова и различных вариаций сочетаемости (или, в традиционной терминологии, различных употреблений слова), на самом деле является вопросом выделения различных значений в семантической структуре слова.

См .: 1) грустная женщина,

2) грустный голос,

3) мешок? рассказ,

4) мерзавец печальный (= неисправимый негодяй)

5) грустная ночь (= темная, черная ночь, арка. поэт.)

Сколько значений sad вы можете распознать в этих контекстах? Очевидно, что первые три контекста имеют общее обозначение печали, тогда как в четвертом и пятом контекстах обозначения различны. Итак, в этих пяти контекстах мы можем выделить три значения sad.

Все это приводит нас к выводу, что контекст не является окончательным критерием значения и его следует использовать в сочетании с другими критериями.В настоящее время в семантических исследованиях широко используются различные методы компонентного анализа: дефиниционный анализ, трансформационный анализ, распределительный анализ. Тем не менее, контекстный анализ остается одним из основных исследовательских методов определения семантической структуры слова.

Упражнения

.

ГЛАВА III. СИНТАКТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ

Основные характеристики приговора. Синтаксические SD. Срок предложения. Однословные предложения. Структура предложения. Пунктуация. Расположение членов приговора. Риторический вопрос. Виды повторения. Параллельные конструкции. Хиазм. Инверсия. Саспенс. Отряд. Полнота структуры предложения. Многоточие. Односементные предложения. Конструкции Апокоину. Сломать. Типы подключения. Полисиндетон. Асиндетон. Приложение

Стилистическое изучение синтаксиса начинается с изучения длины и структуры предложения.Оказывается, длина любой языковой единицы является очень важным фактором в обмене информацией, поскольку человеческий мозг может получать и передавать информацию только в том случае, если последняя перемежается паузами.

Теоретически предложение может быть любой длины, так как нет лингвистических ограничений для его роста, поэтому даже чудовищные конструкции из нескольких сотен слов в каждом технически следует рассматривать как предложения.

Действительно, психологически ни один читатель не готов воспринимать как синтаксическое целое те предложения, в которых знак препинания точки стоит после 124-го слова (Джойс Кэрол Оутс. Дорогие люди), или 128-е слово (Э. Хемингуэй. Короткая счастливая жизнь Фрэнсиса Макомбера), или 256-е слово (Т. Пинчон. Плач лота 49), или 631-е слово (Н. Мейлер Почему мы во Вьетнаме?), или даже после 45 целых страниц текста (Дж. Джойс. Ulysses).

Невозможно указать верхний предел длины предложения, мы точно знаем, что его нижняя отметка составляет одно слово. Однословные предложения обладают очень сильным эмфатическим воздействием, поскольку их единственное слово имеет и словесное ударение, и ударение в предложении.Слово, составляющее предложение, также приобретает свою собственную интонацию предложения, которая также помогает выдвинуть на передний план содержание. Ср .: «Они могли бы поддерживать магазин на Минден-стрит до тех пор, пока не получат извещение о закрытии, что может быть не раньше двух лет. Или они могли бы подождать и посмотреть, какие альтернативные помещения будут предложены. Если место будет хорошим. — Если. Или. И, что неизбежно, займ денег. » (J.Br.) Как видите, даже синсемантические союзы, получившие статус предложений, заметно повышаются в своей семантической и выразительной ценности.

Резкие смены коротких предложений на длинные, а затем обратно создают очень сильный эффект напряжения и неизвестности, так как они служат для создания нервного, неровного, рваного ритма высказывания.

Нет прямой или непосредственной корреляции между длиной и структурой предложения: короткие предложения могут быть структурно сложными, а длинные, напротив, могут иметь только одну пару подлежащее-предикат. Ср .: «В окна брэг-шопа Восьмая улица выглядела чрезвычайно оживленной: семьи, несущиеся к центру города, с флагами в руках детей, мама и папа в праздничных нарядах и свободно потеют, патриархальные автомобили соседних фермеров полны накрахмаленной молодежи и задрапированы овсянкой.»(J.R.) Почти 50 слов этого предложения сгруппированы вокруг одного центра подлежащего-предикатного» Восьмая улица выглядела оживленной «.

В то же время очень короткие предложения могут содержать два и более предложений, т.е. могут быть сложными, как мы наблюдаем в следующих случаях: «Он обещал, что придет, если копы уйдут». (J.B.) «Их отец, который был самым бедным человеком в городе, продолжал шутить, когда его угощали пивом». (А.С.) Тем не менее, чаще всего большие длины идут вместе со сложными структурами.

Не только ясность и понятность предложения, но и его выразительность зависят от положения составляющих его предложений. Итак, если предложение начинается с основного предложения, за которым следуют зависимые единицы, такая структура называется свободно, менее выразительна и очень характерна для неформального письма и разговора. Периодические предложения, напротив, открываются придаточными предложениями, абсолютными и причастными конструкциями, при этом главное предложение удерживается до конца.Такие конструкции известны своей акцентностью и используются в основном в творческой прозе. Подобное структурирование начала предложения и его конца дает сбалансированных предложений, известных тем, что они подчеркивают логику и аргументацию содержания и поэтому предпочтительны в публицистической литературе.

Слово, выходящее из словаря, чтобы стать членом предложения, обычно теряет свою многозначность и актуализирует только одно из своих значений в контексте. То же самое и с синтаксической валентностью: член предложения выполняет одну синтаксическую функцию.Однако бывают случаи, когда синтаксическая амбивалентность сохраняется некоторыми членами предложения, что создает семантическую двусмысленность, поскольку допускает, по крайней мере, два разных прочтения предложения. В известной ныне цитате Н. Хомского «Расстрел охотников …» вторую часть можно рассматривать и как атрибут («чей стрелял» = кто стрелял), так и как объект («чей стрелял» = кто стрелял. выстрел). Еще одно предложение, составленное Ю. Апресяна для доказательства эффективности трансформационных процедур демонстрирует гораздо большую синтаксическую амбивалентность, поскольку практически каждый из ее членов может рассматриваться как играющий более одной синтаксической роли, что доводит общее количество возможных прочтений предложения до 32 семантических вариантов. Вот: » «.

Иногда синтаксическая амбивалентность, такая как игра слов на лексическом уровне, является преднамеренной и используется для достижения юмористического эффекта. Сф .: «Вы хотите, чтобы я переспал с вами в комнате?» (Б.Ш.) В зависимости от функции «с тобой» предложение может читаться «спать с тобой! В комнате» (а не в поле или в саду) или «спать с тобой в саду». комнату »(и не наедине с мамой). Решение находится за читателем и объясняется в устном общении соответствующей паузой и интонацией.Для их передачи в письменной форме речи используется порядка слов и знаков препинания , .

Возможности интонации намного богаче, чем возможности пунктуации. В самом деле, одна интонация может создавать, добавлять, изменять, перевертывать как логическую, так и эмоциональную информацию высказывания. Пунктуация гораздо беднее, и она используется не сама по себе, а для подчеркивания и обоснования лексических и синтаксических значений компонентов предложения. Восклицательные знаки и вопросов, точки, тире помогают уточнить значение письменного предложения, которое в устной речи передается интонацией.Дополнительным источником информации могут служить не только подчеркнутых типов пунктуации , перечисленных выше, но также и более традиционные запятые, точки с запятой и точки. Например: «Как тебя зовут?» «Джон Льюис». «Моя Лиза. Уоткин». (К.К.) Точка между именем и фамилией показывает, что между ними была пауза, и фамилия стала ответом на реакцию (удивление, веселье, повышенный интерес) Джона Льюиса на такое неформальное представление себя.

Упражнение I. Прокомментируйте длину, структуру, коммуникативный тип и пунктуацию предложений с указанием создаваемых ими коннотаций:

1. Больной ребенок жаловался, что его мать собиралась снова прочитать ему из той же книги: «Зачем вы принесли ту книгу, которую я не люблю читать вслух?» (E.)

2. Итак, хотя мы были маленькими, и я определенно не мог мечтать о том, чтобы забрать у нее Фонни или что-то в этом роде, и хотя она на самом деле не любила Фонни, она думала только о том, что должна, потому что она заставила его Это уже мир, мать Пенни меня не любила. (J.B.)

3. Собрание наказало его до смерти; старшая сестра с кафедры, в своем длинном белом халате, вскочила и немного крикнула; они плакали. Помогите ему, Господь Иисус, помоги ему! и в тот момент, когда он сел, другая сестра, ее звали Роза, и не намного позже она собиралась исчезнуть из церкви и родить ребенка — и я до сих пор помню, когда в последний раз видел ее, когда мне было около 14 лет, гуляя по улицам в снегу, с ее лицом и распухшими руками, с тряпкой на голове и с падающими чулками, напевая сама себе — встала и запела.(J.B.)

4. Никто не мог проявить более искреннюю сердечность к другу-писателю, чем Рой. (С.М.)

5. Исходя из этого, я думаю, что лучше оставить все как есть. (С. М.)

6. Тем не менее, по крайней мере Мучо, продавец подержанных автомобилей, верил в автомобили. Может быть, слишком много: как он мог не видеть, как входят люди беднее его, негры, мексиканцы, взломщики, парад семь дней в неделю, принося с собой самые ужасные уступки: моторизованные металлические продолжения самих себя, своих семей и тому подобное. вся их жизнь должна быть такой: снаружи такой голый для всех, чужой, как он сам, на вид, рама с косоглазой, ржавая под ней, крыло, перекрашенное в оттенок, достаточный для снижения ценности, если не сам Мучо, внутри безнадежно пахнет детей, выпивки из супермаркета, двух, а иногда и трех поколений курильщиков сигарет или только пыли — и когда машины выметали, вам приходилось смотреть на настоящие остатки этих жизней, и не было возможности сказать, что было на самом деле отказался (когда, как он предполагал, получилось так мало, что из-за страха большую часть пришлось взять и сохранить) и то, что было просто (возможно, трагически) потеряно: обрезанные купоны, обещающие экономию от 5 до 10 центов, торговые марки, розовые листовки рекламные акции на марке и т.д., окурки, зубастые расчески, объявления с просьбой о помощи.Желтые страницы, вырванные из книги prione, лохмотья старого нижнего белья или платья, которые уже были старинными костюмами, для того, чтобы вытереть собственное дыхание с внутренней стороны лобового стекла, чтобы вы могли увидеть, что это было, фильм, женщину или машину, которую вы желали , полицейский, который мог бы остановить вас только для тренировки, все осколки были покрыты равномерно, как салат отчаяния, серой повязкой из пепла, конденсированных выхлопных газов, пыли, телесных отходов — ему было больно выглядеть, но он пришлось смотреть (т. п.)

7.Солдаты с пустыми патронами бесцельно бродили из чаппараля, волочили винтовки и снова ныряли в заросли на другой стороне железной дороги, черные от пороха, с прожилками от пота, их глаза пусто смотрели в землю. (J.R.)

8. Прогуливаясь вверх и вниз по Мэйн-стрит, разговаривая небольшими группами на углах, развалившись в штаб-квартире забастовки и выйдя из нее, были сотни крупных горняков с сильным лицом в лучшем виде по воскресеньям. (J.R.)

9. Я, — подумал он, — часть всего, к чему я прикоснулся и что коснулось меня, что не существовало для меня, кроме того, что я дал ему, стало отличным от себя, смешавшись с тем, чем я был тогда, и теперь все еще иначе, слившись с тем, что я сейчас есть, что само по себе является совокупностью того, чем я стал.(T.W.)

10. Мне нравятся люди. Не только пустые улицы и мертвые здания. Люди. Люди. (П. А.)

11. «Ты так много знаешь. Где она?» «Мертва. Или в сумасшедшем доме. Или замужем. Я думаю, она замужем и притихла». (T.C.)

12. «Иисус Христос! Посмотри на ее лицо!» Сюрприз. «Ее глаза закрыты!» Удивление. «Ей это нравится!» Изумление.

«Никто не мог сфотографировать меня, делая это!» Моральное отвращение. «Чертовы белые люди!» Очарованный страх.(Wr.)

13. Какое мужество может противостоять непрекращающимся и всепоглощающим ужасам женского языка? (W. I.)

14. «Вы говорите о христианстве, когда сражаетесь со своими врагами. Была ли когда-нибудь такая кощунственная ерунда!» (Б.Ш.)

15. Какая польза сидеть на престоле, когда все приказы отдают другие? (Б.Ш.)

16 . А что такое войны, кроме политики

Из хронического превратился в острый и кровавый? (Р.Пт)

17. Отец, это ты меня звал? Это были вы, безмолвные и мертвые? Было ли это тебе, когда ты лежишь здесь в куче? Крестились ли вы таким образом в Смерть? (Д.)

18. «Давайте посмотрим, как обстоят дела. Вопрос простой. Вопрос, обычный простой, прямой вопрос здравого смысла. Что мы можем сделать для себя? Что мы можем сделать для себя?» (Д. )

19. Джонатан Ливингстон Чайка прищурился от неистовой сосредоточенности, задержал дыхание, заставил его… одиночный — больше … дюйм … изгиба … Потом его перья задрожали, он заглох и упал. (Рч. Б.)

20. «Джейк, выйдешь!» — сказала Магдалина. (I.M.)

21. Мальчик и подпоясанный сидели на табуретках и пили поп. Один пожилой мужчина — кого Джон смутно знал в лицо — городской клерк? — сел за пустую бутылку от кока-колы. (П. Q.)

22. Что узнал ваш врач: самый большой A.M.A. конвенция всегда полна медицинских новостей о средствах и методах лечения, которые он может (рыдать!) использовать на вас.(M.St.)

23. Неоновые огни в центре города вспыхивали и гасли. Включить и выключить. На. Выкл. На. Выкл. Постоянно. (П. А.)

24. Багдворти был на седьмом небе от счастья. Убийца! В дымоходах! Инспектор Бэджворти, ведающий делом. У полиции есть подсказка. Сенсационный арест. Поощрение и престиж вышеупомянутого инспектора. (Гл.)

25. Что противоположно вере? Не недоверие. Слишком окончательно, определенно, закрыто. Сама по себе вера. Сомнение.(S.R.)

:

.

Структура NHS — Медицинский портал

На этой странице представлена ​​основная структура NHS и то, как она менялась с годами. Он отвечает на следующие вопросы:

• Какова была первоначальная структура NHS?
• Что произошло в последующие годы?
• Как сейчас выглядит NHS?
• Что такое деволюция и как она влияет на пациентов и врачей?

Проверьте свои знания NHS с помощью нашей викторины

Какова была первоначальная структура NHS?

В течение первых нескольких десятилетий своего существования структура NHS имела «трехстороннюю систему», которая состояла из следующих служб:

• Больничные службы, организованные в региональные больничные советы, отвечающие за администрирование.
• Первичная медицинская помощь, включая врачей общей практики, дантистов и оптиков, которые работали в качестве независимых подрядчиков, а не наемных государственных служащих.
• Коммунальные услуги, включая услуги по охране материнства, детства, вакцинации и скорую помощь.

Медицинские работники вскоре призвали к объединению этой системы, и в 1962 году Энох Пауэлл (министр здравоохранения) ответил 10-летним планом по строительству новой районной больницы общего профиля для обслуживания каждого района с населением не менее 125 000 человек.

Что произошло в последующие годы со структурой NHS?

В 1980 году The Black Report пришел к выводу, что, несмотря на создание Национальной службы здравоохранения, у более бедных людей был более высокий уровень детской смертности и более низкая продолжительность жизни.

В дополнение к этому, достижения медицинской науки означали, что затраты постоянно увеличивались. Это означает, что у NHS почти всегда есть проблемы с деньгами.

В ответ правительство Тэтчер ввело концепцию «внутреннего рынка», которая до сих пор управляет NHS.

Закон 1990 года о государственной службе здравоохранения и общественном здравоохранении предоставил региональным органам здравоохранения возможность покупать медицинские услуги у больниц и других организаций здравоохранения, что привело к конкуренции между больницами за продажу своих услуг.

В 2003 году лейбористское правительство ввело оплату по результатам, при которой органы NHS распределяют деньги в зависимости от того, сколько пациентов они принимают. Несмотря на то, что это может быть рентабельным, это также может привести к риску того, что услуги будут слишком целевыми и ухудшат качество обслуживания.

Как выглядит структура NHS сейчас?

Следующим крупным пересмотром был Закон о здравоохранении и социальном обеспечении 2012 года, который ввел огромные структурные реформы в NHS. Теперь он разделен на ряд организаций, работающих на местном и национальном уровне. Структура NHS England выглядит следующим образом:

• Департамент здравоохранения — это государственный департамент, отвечающий за финансирование и разработку политики в области здравоохранения в Великобритании.
• Национальная служба здравоохранения Англии (NHS England) — головная организация, контролирующая здравоохранение. Это независимый орган, а это означает, что Министерство здравоохранения не может напрямую вмешиваться в его решения.
• Клинические группы ввода в эксплуатацию (CCG) несут ответственность за ввод в эксплуатацию здравоохранения в своем районе. Ими руководят врачи общей практики, медсестры и консультанты, которые оценивают местные потребности в области здравоохранения и заказывают услуги для их удовлетворения. На них приходится около 60% бюджета NHS.
• Доверительный фонд NHS обеспечивает заботу, порученную CCG.К ним относятся больница, скорая помощь, психиатрическая, социальная и первичная помощь.

Что такое деволюция и как она влияет на пациентов и врачей?

Четыре страны Великобритании теперь имеют свои собственные службы NHS. Это означает, что ответственность за управление NHS в этих областях была передана от центрального правительства — депутатов в Вестминстере — властям Шотландии, Уэльса, Северной Ирландии и Англии.

Парламент Соединенного Королевства распределяет блочное финансирование каждому национальному правительству, но именно им решать, сколько потратить на их NHS.

Некоторые люди думают, что для NHS будет выгодна еще большая передача полномочий в регионах. «Devo Manc» — это проект, инициированный коалиционным правительством с целью передать здравоохранение и социальную помощь властям Манчестера. Пока еще рано говорить, но эксперимент может иметь несколько последствий:

• Если все пойдет хорошо, передача полномочий может означать, что услуги в большей степени соответствуют потребностям конкретного региона, что может принести пользу здоровью местного населения.
• Но некоторые опасаются, что передача полномочий в период жесткой экономии усложнит и без того сложную систему, что может отвлечь внимание от оказания базовой медицинской помощи.
• При любой реорганизации существует риск увольнения сотрудников, и власти Манчестера будут решать, хотят ли они увеличить или уменьшить объем услуг частного сектора, которые они заказывают. В прошлом работники NHS переводились в частный сектор, что имело последствия для оплаты, льгот и гарантий занятости.

Узнать больше

.

Смотрите также

• Из чего делается металл
• Что такое заусенец на металле
• Как определить вид металла в домашних условиях
• Что такое легирование металла
• Металл сыромятина что это
• Что обеспечивает металлам высокую электропроводность
• Как называется металл который плавится в руке
• Чем пескоструить металл
• Что за металл рандоль
• Что делают из металла окружающий мир 2 класс
• Как изучить пустотный металл

Краткие теоретические сведения. Под микроанализом понимают изучение строения металлов и сплавов с помощью — Мегаобучалка

Под микроанализом понимают изучение строения металлов и сплавов с помощью металлографического микроскопа при увеличении в 50-2000 раз. Внутреннее строение, изучаемое при помощи мик­роскопа, называют микроструктурой или структурой.

При помощи микроанализа определяют:

1. Форму и размер кристаллических зерен, из которых состоят металлы и сплавы.

2. Изменение внутреннего строения сплава, происходящее под влиянием различных режимов термической и химической обработки, а также после внешних механических воздействий на сплав.

3. Микродефекты металла: микротрещины, раковины и т. д.

4. Неметаллические включения: сульфиды, окислы и др. Микроанализ включает приготовление микрошлифов и исследова­ние их с помощью металлографического микроскопа.

Методика приготовления микрошлифов. Микрошлифом называют образец металла или сплава, поверхность которого подготовлена для микроанализа.

При исследовании микроструктуры крупногабаритной детали из нее вырезают образец. Место вырезки образца зависит от цели ис­следования и формы детали. Удобными являются цилиндрические образцы с диаметром и высо­той по 10-12 мм (рис. 1а, б) или прямоугольные примерно тех же размеров. Образцы небольшого сечения (проволока, листы и др. ) монтируют заливкой в специальные оправки или закрепляют в за­жимах (рис. 1в, г).

Поверхность образца, предназначенную для микроанализа, сна­чала выравнивают с помощью, например, наждачного точила, затем шлифуют и полируют.

Шлифование поверхности образца. Шлифование поверхности об­разца производят на шлифовальной (наждачной) шкурке с зернами различных размеров (номеров) вручную на толстом стекле или с по­мощью специальных шлифовальных машин. Шлифование начинают на шкурке с более крупным абразивным зерном, затем постепенно переходят на шкурку с более мелким. Каждый раз при переходе к шкурке с более мелким зерном поверх­ность образца протирают салфеткой (или промывают), образец поворачи­вают на 90°, чтобы риски от предыдущего шлифования располагались перпендикулярно, и шлифуют до полного исчезновения рисок, полу­ченных от предыдущего шлифования. Нельзя переходить с крупнозернистой шлифовальной шкурки сра­зу на мелкозернистую, а также сильно нажимать на образец для ус­корения работы. Это не позволит получить шлиф хорошего качества и вызовет заметный нагрев шлифуемой поверхности, а также внедрение абразивных зерен в металл.

Полирование поверхности образца. Полирование проводят меха­ническим (химико-механическим) и электролитическим способами. Цель полирования – удалить риски после шлифования и получить блестя­щую зеркальную поверхность образца.

Механическое полирование производят на специальном полиро­вальном станке с вращающимся кругом, обтянутым сукном или фет­ром. При отсутствии полировочного станка полирование производят на толстом стекле, также обтянутом сукном или фетром. На сукно наносят тонкий слой пасты ГОИ; иногда сукно смачивают. Кроме пасты ГОИ возможно использование различных полировальных соста­вов. К вращающемуся кругу с сукном прижимают отшлифованную по­верхность образца и в процессе полирования образец поворачивают. Полируют до полного исчезновения рисок и получения зеркальной поверхности. Контролируют качество поверхности путем просмотра ее в металлографический микроскоп при небольшом (50…100 раз) увеличении.

После полирования образец промывают водой; полированную по­верхность протирают салфеткой, смоченной спиртом, а затем просушива­ют прикладыванием фильтровальной бумаги.

Травление поверхности образца. По зеркальной поверхности об­разца после полирования нельзя судить о строении сплава. Только неметаллические включения (сульфиды, окислы, графит и т.д.), вследствие их окрашенности в различные цвета, резко выделяются на светлом фоне полированного микрошлифа. В связи с этим, для выявления микроструктуры полированную поверхность образца подвергают травлению, т. е. действию раство­ров кислот, щелочей, солей. При травлении неоднородные участки металла или сплава становятся видимыми под микроскопом.

Сущность процесса выявления структуры металлов и сплавов травлением заключается в различной степени растворения или окрашивания от­дельных структурных составляющих: зерен, твердых раст­воров, химических соединений.

Травление шлифа производят либо путем смачивания его травителем с помощью пипетки или ватки, смоченной в травителе, либо путем погружения полированной поверхности в травитель, налитый в фарфоровую чашечку. Продолжительность травления обычно состав­ляет несколько секунд.

Признаком протравливания является потускнение поверхности. После травления микрошлиф промывают водой, протирают ватой, смо­ченной спиртом, а затем просушивают прикладыванием фильтровальной бумаги, или слегка протирая сухой ватой. Качество травления кон­тролируют с помощью микроскопа. Если структура недостаточно вы­явлена, то микрошлиф травят повто­рно. Если структура получается слишком темная и разъеденная, то шлиф перетравлен; тогда его нужно снова полировать и травить.

Состав травителя зависит от материала образца и задачи исс­ледования. В таблице 1 представлены некоторые травители, применяе­мые при микроанализе углеродистых сталей и чугунов.

Таблица 1 – Травители, применяе­мые при микроанализе углеродистых сталей и чугунов

№ п/п	Состав реактива	Назначение
	Раствор НNО3 (1. ..5 мл) в этиловом спирте (100 мл)	Для выявления перлита, границ зерен феррита, структуры мартенсита и троостита
	Раствор НС1 (3 мл) или пикриновой кислоты (4 г) в воде (100 мл)	Выявляет границы зерен в закаленной стали
3.	Раствор пикриновой кислоты (4 г) в эти- ловом спирте (100 мл)	Для выявления азотированного и цементированного слоя

Работа на металлографических микроскопах МИМ-7 и МИМ-8. Прежде чем приступить к работе на микроскопе, необходимо сначала ознакомиться с его оптической системой (по плакату) и конструкцией.

Конструкция микроскопа МИМ-7. Микроскоп МИМ-7 состоит из осветителя I, корпуса II и верхней части III (рис. 2). Осветитель соде­ржит фонарь 1, внутри кожуха которого нахо­дится лампа и центро­вочные винты 2, служа­щие для совмещения центра нити лампы с оптической осью кол­лектора.

Корпус микроско­па содержит узел апертурной диафрагмы, укрепленной под оправой осветительной лупы 3 и систему, позволяющую производить фотографи­рование микрострукту­ры на фотопластинку, помещенную в посадочное устройство 4. Верхняя часть микроскопа включает в себя: иллюминаторный тубус 5, в верхней части которого устанавливается объектив 6; визуальный тубус 7, в отверстие которого вставляется окуляр 8. Предметный столик 9 можно перемещать при помощи винтов 10 в двух взаимно перпендикулярных направлениях. В центре предметного сто­лика имеется отверстие для наблюдения микрошлифа. Макрометрический винт 11 служит для перемещения предметного столика 9 в вер­тикальном направлении и этим производится грубая наводка на фо­кус. Положение предметного столика, исключающее самопроизвольное его опускание, фиксируется специальным зажимным винтом, располо­женным на левой верхней части микроскопа (на рис. 2 не показа­но), Микрометрический винт 12 служит для перемещения объектива в вертикальном направлении и точной наводки на фокус.

Микроскоп МИМ-8 имеет аналогичное строение, однако системы подсветки и фотографирования у него расположены горизонтально.

Качество микроскопа характеризуется его разрешающей способностью. Разрешающая способность оптической системы обратно пропорциональна наименьшему расстоянию d между двумя точками, изображение которых в микроскопе получается раздельно:

D = 0,5l/A, (1)

где l – длина волны применяемого света;

А – числовая апертура объектива;

А = n ^. sinj, j – отверсный угол линзы.

Таким образом, разрешающая способность тем больше, чем меньше длина волны l и чем больше апертура.

Применение видимых лучей света позволяет получить разрешение не более 0,2 мкм и полезное увеличение не более чем в 2000 раз. Поэтому для больших увеличений применяются лучи с очень малой длиной волны. Например, в электронном микроскопе – электронный луч, дающий полезное увеличение в сотни тысяч раз.

Полезным считается увеличение микроскопа, превышение которого не приводит к получению дополнительной деформации. Увеличение металлографического микроскопа определяется как произведение увеличения объектива и окуляра.

Визуальное наблюдение микроструктуры.

1. Выбрать увеличение микроскопа (объектив и окуляр), пользуясь данными таблицы 3.2. Начинать надо с меньших увеличений, переходя к большим.

2. В отверстие визуального тубуса 7 (рис. 2) вставить окуляр 8.

3. Вращением макрометрического винта 11 поднять предметный столик 9 и вставить объектив 6 в посадочное отверстие, располо­женное в верхней части иллюминаторного тубуса 5. Предметный сто­лик опустить.

4. При помощи винтов 10 установить предметный столик 9 в таком положении, чтобы объектив был в центре отверстия предметного столика.

5. Поместить шлиф полированной и протравленной поверхностью вниз на предметный столик 9 над объективом 6 (шлиф должен быть просушен).

6. Наблюдая в окуляр 8, вращением макрометрического винта 11 произвести грубую наводку на фокус. Закрепить предметный столик в установленном положении зажимным винтом.

7. Наблюдая в окуляр 8, вращением макрометрического винта 12 произвести точную наводку на фокус.

8. Наблюдая в окуляр 8, при помощи винтов 10 передвигать предметный столик 9 и просматривать структуру в разных местах шлифа (водить шлифом по предметному столику нельзя).

Таблица 2 – Таблица увеличений микроскопов МИМ-7 и МИМ-8

Задание

1. Изучить устройство и принцип работы металлографического микроскопа МИМ-7.

2. Кратко описать методику приготовления микрошлифа.

3. Исследовать микроструктуру металлов и сплавов до и после травления.

4. Зарисовать наблюдаемую микроструктуру.

5. Написать отчет по работе в соответствии с пунктами 2, 4.

Контрольные вопросы

1. Что является объектом микроанализа?

2. Что называют микроанализом, микроструктурой, микрошлифом?

3. Каково назначение микроанализа?

4. Какова методика приготовления микрошлифа?

5. Для чего производят травление микрошлифа?

6. Приведите примеры травителей, используемых для выявления микроструктуры?

7. Расскажите устройство металлографического микроскопа МИМ-7 (МИМ-8).

8. Как установить требуемое увеличение микроскопа?

9. Дайте определение разрешающей способности микроскопа.

Лабораторная работа №1 (№10)

Рекристаллизация металла

Технология получения большинства металлических изделий связана с пластической деформацией и нагревом металла.  При этом существенно изменяются структуры материала и его структурно-чувствительные свойства:

• прочность;
• пластичность;
• электропроводность;

Металлы и сплавы, за редким исключением, используют в поликристаллическом состоянии. В микроскоп видно, что поликристаллы состоят из множества зерен – кристаллитов.

В поляризованном свете зерна различаются своей окраской, вследствие разной кристаллографической ориентировки относительно плоскости шлифа.

В зависимости от обработки размеры зерен могут различаться по величине очень сильно. От нескольких микрон до нескольких сантиметров. В изделии может сформироваться и разнозернистая структура.

Зерна отделены границами, граница которых зависит от угла разориентировки соседних зерен. Если эти углы больше 10-15 градусов, границы называют большеугловыми.

Величина зерна влияет на свойства металлов и сплавов. Так металлы с мелкозернистой структурой отличаются повышенной прочностью и пластичностью. Это хорошо видно при испытании на растяжение. Крупнозернистые металлы хрупкие и менее прочные.

Микроструктура может отличаться характером кристаллографической ориентировки зерен. Если большая часть зерен близко ориентирована, то такой поликристалл называют текстурованным.

Весьма распространены структуры, в которых кристаллографические плоскости куба, пентаэдра, ромбододекаэдра, располагаются параллельно плоскости прокатки.

Текстура может содержать разное число текстурных компонент:

• двухкомпонентная текстура;
• однокомпонентная текстура;

Характер текстуры сказывается на свойствах металла. Пластичность не текстурованного материала одинакова во всех направлениях. То есть, изотропна. В этом случае металл при штамповке тянется однородно.

Пластичность текстурованного металла анизотропна. При штамповке металл тянется неоднородно.

Управлять микроструктурой можно с помощью разных способов деформации и последующего нагрева.

Прокатка

При прокатке зерна меняют свою форму и ориентировку. Они сплющиваются и вытягиваются в направлении прокатки. Возникает текстура деформации. Кроме того, в зернах повышается концентрация структурных несовершенств.

Такое состояние металла является метастабильным. Для перевода в более стабильное состояние металл нагревают.

При этом, в искаженных участках микроструктуры возникают и растут новые, неискаженные равноосные зерна. Это и есть первичная рекристаллизация.

Возникшие зерна значительно меньше по размерам, чем исходные. При дальнейшем нагреве эти зерна укрупняются. Происходит собирательная, либо вторичная рекристаллизация. (В фильме эти стадии не рассматриваются).

В целом, под рекристаллизацией понимают процесс замены одних зерен данной фазы, другими зернами той же фазы, с меньшей энергией.

Пластическая деформация и рекристаллизация

Пластическая деформация

Изменения формы зерен при деформации происходит, в основном, путем перемещения дислокаций по плоскостям скольжения. Атомный механизм этого процесса связан с образованием и скольжением дислокаций. Линии сдвига являются местом скопления скользящих дислокаций.

По мере увеличения деформации, дислокации движутся в новых системах скольжения. Повышается плотность дислокаций. Взаимодействие полей напряжения вокруг дислокации, вызывает их сложные сплетения. При этом металл упрочняется и становится менее пластичным.

Наблюдать изменения дислокационной структуры внутри зерна можно с помощью электронного микроскопа, при увеличении в десятки тысяч раз. При этом, дислокации видны как темные линии, а скопления дислокаций, как темные области.

На первой стадии упрочнения дислокации движутся, в основном, в одной системе скольжения.

На второй стадии начинается скольжение в нескольких системах.

На третьей стадии образуются сложные сплетения дислокаций, возникает ячеистая структура. Ячеистая структура, важнейший признак третьей стадии упрочнения.

В объеме ячеек плотность дислокации относительно невелика. В основном, они сосредоточенны в стенках ячеек. Толщина стенок может отличаться от нескольких сотен ангстремов, до нескольких долей микрона.

Тонкие стенки характерны для металлов с высокой энергией дефектов упаковки. Размытые стенки характерны для металлов с малой энергией дефектов упаковки.

В середине зерна ячейки незначительно разориентированы друг относительно друга. У границы зерна разориентировка значительно сильнее. Если скольжение дислокаций затруднено, деформация реализуется двойникованием. При этом, атомы кристаллита закономерно сдвигаются относительно плоскости двойникования.

Изменения в структуре деформированного металла при его нагреве

При нагреве введенные деформации и дефекты перераспределяются и частично устраняются.

Ʈ —  время начала такого перераспределения, связана с температурной зависимостью.

Ʈ=Ʈ₀ exp ()

Где Q – энергия активации процесса.

Структурные изменения при нагреве делят на три стадии:

• отдых;
• полигонизация;
• рекристаллизация;

Отдых и полигонизацию часто объединяют в одну стадию – возврат.

Отдых происходит при низких температурах. Ниже десятой доли температуры абсолютной доли плавления. Он связан с уменьшением концентрации точечных дефектов.

Вакансии – межузельные атомы и их комплексы, стекают в дислокации и в границы. Об отдыхе можно судить по выделению тепла, определяемому с помощью колориметра. Либо по изменению электросопротивления, которое существенно снижается при отдыхе. Прочность на этой стадии практически не меняется.

Полигонизация связана с перераспределением дислокаций. Она происходит при более высоких температурах, так как требует больше энергии активации.

При нагреве слабо деформированного металла дислокации перераспределяются в энергетически более выгодные стенки, перпендикулярные плоскостям скольжения. Эти стенки являются границами субзерен – полигонов.

При нагреве после сильной деформации, когда сформировалась ячеистая структура, полигонизация заключается в перераспределении дислокаций в стенках ячеек. Эти стенки сплющиваются и превращаются в плоские субграницы повышенной кривизны.

Образование таких субграниц происходит не одновременно во всем объеме. В результате сплющивания стенок, ячейки превращаются в субзерна. Затем, субзерна укрупняются.

Укрупнение может реализоваться двумя механизмами:

• Миграция границ. При этом, более крупные субзерна увеличиваются за счет более мелких.
• Коалесценция группы смежных субзерен. При этом, внутренние границы этих субзерен рассыпаются. Дислокация из них втягивается полями напряжений во внешнюю границу сливающихся субзерен. Последующий рост этого крупного субзерна ведет к миграции границы. В результате, его разориентировка увеличивается. Когда его граница становится больше угловой, субзерно превращается в зародыш первичной рекристаллизации.

Первичная рекристаллизация происходит при высоких температурах. Порядка трех-четырех десятых от абсолютной температуры плавления.

Формирование центров рекристаллизации можно наблюдать с помощью электронного микроскопа. Зародыши первичной рекристаллизации, прежде всего, возникают у тройных стыков границ исходных зерен. А так же вдоль этих границ. Там где при деформации решетка была сильнее всего разориентирована.

При дальнейшем нагреве, зародыши рекристаллизации растут миграцией своих границ. Существенно, что зародыши имеют ориентировку того субзерна, из которого они образовались. Во время роста новые зерна сталкиваются между собой. Возникают тройные стыки. Наиболее стабильны те стыки, в которых граница зерен образует углы в 120 градусов. Чем более углы в стыках отличаются от 120 градусов, тем быстрее мигрируют их границы.

В результате многократных столкновений, зерна приобретают форму многогранников. После небольших и средних деформаций, когда разные зерна искажены неодинаково, менее искаженные зерна растут миграцией своих границ за счет более искаженных. Возникшие выступы играют роль зародышей первичной рекристаллизации.

Чем больше центров рекристаллизации возникло, тем меньше, конечно, размер зерна. Число центров зависит от степени деформации.

Диаграмма рекристаллизации иллюстрирует это положение.

Перед вами микроструктура металла после разных степеней деформации. Нагрев после слабых деформаций не вызывает образование центров. Размер зерна не изменяется.

При нагреве после критической степени деформации возникает мало центров, зерно резко укрупняется.

При нагреве после закритической степени деформации, зарождается много центров. Зерно резко измельчается.

Первичная рекристаллизация завершается, когда весь объем металла заполняется новыми зернами.

Рекристаллизация, это важная, а для металлов и сплавов, не испытывающих фазовых превращений, единственное средство управления их структурой. 

Металлография

Строение — металл — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Строение металлов и сплавов, исследуемое при увеличении в 30 — 2000 раз при помощи микроскопа, называется микроструктурой.
 [2]

Строение металла, наблюдаемое на шлифе невооруженным глазом или через лупу, называется макроструктурой, а видимое через микроскоп — микроструктурой. Изучение макроструктуры позволяет установить наличие включений, примесей, пор, трещин, а изучение микроструктуры дает возможность определить род и тип составных частей структуры ( структурных составляющих), их размер и объем.
 [3]

Строение металла, наблюдаемое на шлифе невооруженным глазом или через лупу, называется макроструктурой, а видимое через микроскоп называется микроструктурой. Изучение макроструктуры позволяет установить наличие включений, примесей, пор, трещин, а изучение микроструктуры дает возможность определить род и тип составных частей структуры ( структурных составляющих), их размер и объем.
 [4]

Строение металла, невидимое под микроскопом, более сложное. Современные приборы и аппараты позволяют более глубоко изучать строение веществ, в том числе и металлов. Известно, что все вещества состоят из молекул, а молекулы — из атомов. В одной молекуле содержатся миллионы атомов.
 [6]

Строение металлов можно наблюдать уже при их наружном осмотре; более ясно оно выявляется при рассмотрении шлифов под микроскопом. Например, при рассмотрении под микроскопом технического железа ( рис. 15) видно, что оно состоит из отдельных светлых зерен, по границам которых располагаются примеси и неметаллические включения, имеющие темный цвет. Примеси и неметаллические включения разделяют зерна и, как правило, ухудшают механические свойства металлов.
 [7]

Строение металла, видимое невооруженным глазом, называется макроструктурой, а видимое с помощью микроскопа — микроструктурой.
 [8]

Строение металлов характеризуется наличием положительно заряженного атомного остова, связанного за счет взаимодействия с делокализованными электронами.
 [9]

Строение металлов обуславливает их высокие восстановительные свойства.
 [10]

Строение металлов, пластмасс, эластомеров значительно отличается от строения живой материи. Наиболее близкие сравнения с ней допускает структура полимерных материалов. Не удивительно, что понятие старения трактовалось до сих пор самыми различными способами. В техническом лексиконе под этим понимают зависящие от времени изменения в картине свойств материала, происходящие вследствие самых разнообразных факторов. Для пластмасс и эластомеров оно охватывает все процессы, которые вызывают необратимые изменения их свойств. Эти изменения ограничивают сферу применения материалов, хотя речь идет, как правило, об очень медленно протекающих процессах.
 [11]

Строение металлов, изучаемое при помощи макроанализа, называется макроструктурой.
 [12]

Строение металлов является основным фактором, определяющим их свойства.
 [13]

Строение металла в околошовной зоне зависит от химического состава, теплофизических характеристик свариваемого металла и от термического цикла сварки. Вследствие медленного нагрева ( по сравнению с электродуговым) зона термического влияния при газовой сварке значительно больше, чем при дуговой. Первый участок ( 1) околошовной зоны примыкает непосредственно к металлу шва. Основной металл на этом участке нагревается в процессе сварки до температуры, несколько превосходящей температуру плавления, и находится в твердо-жидком состоянии. На этом участке происходит сварка. Участки околошовной зоны и металла шва, отличающиеся по своему химическому составу от основного металла и металла шва и между собой, принято называть переходной зоной или зоной сплавления. Свойства переходной зоны оказывают иногда решающее влияние на работоспособность сварного соединения. Ширина переходной зоны зависит от характера источника нагрева и состава металла, она колеблется в пределах 0 1 — 0 4 мм.
 [14]

Строение металлов изучается при большом увеличении под микроскопом. Структура, видимая под микроскопом, называется мик-рострук турой. Структура металлов, видимая невооруженным глазом или при увеличении до 20 — 30 раз, называется макроструктурой.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

Виды обработки металлов — способы и основы технологии ручной и термической металлообработки изделий

Металлообработка – технологические процессы, которые изменяют размер, форму и другие характеристики металлоизделий. Применяются различные виды обработки – литье, механические, электрические и термические виды обработки, сварка.

Под металлообработкой понимают совокупность технологических процессов, изменяющих размеры, форму и другие характеристики металлических заготовок. Условная классификация технологий обработки металлов: литье, механообработка (резанием и давлением), термическая, сварка, электрическая, художественная.

Один из наиболее древних способов обработки металлов

Литье – это процесс изготовления отливок путем заливки литейных форм расплавленным металлом. После отвердевания металлический расплав приобретает конфигурацию внутреннего пространства формы. Современные технологии литья обеспечивают возможность изготавливать отливки сложных форм с минимально возможными припусками на дальнейшую механообработку.

Типы обработки металла литьем:

• В песчаные формы. Это самая массовая и недорогая литейная технология, позволяющая изготавливать грубые заготовки. Отверстия и полости в них образуют с помощью стержней, помещаемых в форму для литья.
• В кокиль – разборную, чаще всего металлическую форму. Методика позволяет получать качественные полуфабрикаты. Отвердевшее изделие извлекают из кокиля.
• Под давлением в пресс-формах. Способ применяется в основном для цветных сплавов и некоторых марок стали.
• По выплавляемым моделям. Этот метод позволяет изготавливать сложные по форме изделия. Для этого из стеарина и другого материала изготавливают высокоточную модель детали, а затем на нее наносят суспензию, формирующую оболочку. Высушенную и прокаленную оболочковую форму заполняют металлическим расплавом. Охлаждение –на открытом пространстве или в термостате.

Основные виды механической обработки металлов

Механообработка металлических заготовок включает процессы, в результате которых изменяются геометрические характеристики деталей. Ее можно разделить на две основные категории. К первой группе, называемой обработкой давлением, относятся операции, происходящие без снятия поверхностного слоя металла. Это прокатка, ковка, штамповка, прессование. Вторая группа – технологические операции, называемые обработкой резанием. К ним относят токарную обработку, фрезерование, строгание, долбление, сверление.

Способы обработки металлов давлением (ОМД)

Задачи, решаемые различными видами ОМД: получение полуфабрикатов или изделий заданных геометрических параметров, улучшение микроструктуры металла, снижение усадочной пористости отливок, улучшение физико-механических характеристик заготовок. Существует два основных направления ОМД:

• холодные процессы – осуществляются при температурах ниже порога начала рекристаллизационных процессов;
• горячая ОМД– происходит выше температур рекристаллизации.

Основные виды обработки металлов давлением:

• Горячая прокатка. Этот способ механической обработки применяется в производстве листового, трубного, сортового и фасонного проката. Горячекатаные полуфабрикаты могут служить исходным материалом для различных способов холодного деформирования.
• Холодная прокатка. Ее цель – повышение точности размеров, улучшение качества поверхности и других характеристик горячекатаных полуфабрикатов.
• Холодное и горячее волочение. Осуществляется протягиванием заготовки через отверстие заданной формы с целью получения требуемого поперечного сечения длинномерного проката. Площадь сечения отверстия всегда меньше площади сечения заготовки. Этот способ металлообработки применяется при производстве прутков (круглых, квадратных, многоугольных)и фасонного проката с малым размером сечения, тонкостенных труб небольшого диаметра.
• Горячая и холодная штамповка. Этот вид ОМД известен на протяжении нескольких веков. А холодная штамповка длительное время была основным способом производства металлической посуды благодаря простой реализации и невысокой стоимости процесса. Штамповка бывает листовой и объемной. В результате объемной штамповки происходит пространственное изменение формы объемной заготовки. Обычно целью такой технологической операции является получение из заготовки простой формы (шара, цилиндра, параллелепипеда, куба) изделия более сложной конфигурации. Листовая штамповка – вид обработки металлов, с помощью которого получают как небольшие детали, так и корпуса различных видов транспорта.
• Ковка. Осуществляется при нагреве заготовки. Бывает ручной (такой способ сейчас применяется в основном для создания художественных изделий) и механизированной.
• Холодное и горячее прессование (экструдирование). Экструзия заключается в обработке заготовок путем их выдавливания через один или несколько каналов. Без нагрева обычно прессуются мягкие цветные металлы (алюминий, медь) и сплавы на их основе. Для стальных заготовок обычно применяют горячее прессование. Экструдирование – современный метод металлообработки, позволяющий получать длинномерные профильные изделия.
• Комбинированная обработка. Очень часто для получения необходимого результата комбинируют несколько технологий ОМД и/или ОМД сочетают с другими типами металлообработки.

Виды металлообработки резанием

Обработка резанием – совокупность процессов, подразумевающих срезание слоев металла с переходом их в стружку или разделение заготовок на части. Разделяют черновую, получистовую и чистовую обработку. Заготовками служат: отливки, все виды проката, штампованные, кованые, прессованные детали.

Основные методы обработки металлов резанием:

• Токарная обработка (точение). Реализуется на станках токарной группы с помощью резцов. Точение позволяет создавать конические, цилиндрические и фасонные детали.
• Сверление. Дополнительные операции, которые могут сочетаться со сверлением – растачивание, развертывание, рассверливание, зенкерование. Их цель – получение отверстий нужного диаметра и глубины – сквозных или глухих. Применяемое оборудование – сверлильные станки различных типов, токарные станки.
• Фрезерование. Осуществляется на фрезерных станках с помощью дисковых, цилиндрических, торцевых, концевых, угловых фрез.
• Шлифование. Эта операция относится к чистовым. С ее помощью снижают шероховатость поверхности до значения, указанного в чертежах на изделие. Рабочий орган шлифовальных станков – абразивные круги, ленты, хонинговальные головки.
• Операции по разделению заготовок на части – резка и рубка. Резка осуществляется ручным или механизированным инструментом, как вариант – термическим воздействием. В серийном производстве для рубки проката применяют ножницы-гильотины, пресс-ножницы, механические и гидропрессы, угловысечные станки.

Для реализации скоростных методов резания используются металлообрабатывающие станки с ЧПУ, выполняющие все операции в автоматическом режиме в соответствии с заложенной в них компьютерной программой.

Термическая обработка металлов

Термообработкой металлов и сплавов называют совокупность операций нагрева до установленных температур, выдержки и охлаждения с различной скоростью и в различных средах. Их цель –получение микроструктуры и физико-механических характеристик, соответствующих запланированной технической задаче. Основные виды термообработки:

• ОтжигIи II рода. Отжиг I рода для стальных заготовок обычно подразумевает нагрев до температур, при которых не происходят фазовые превращения стали. В зависимости от условий проведения этот вид т/о включает процессы гомогенизации, рекристаллизации, снятия остаточных напряжений и некоторого снижения твердости. Отжиг II рода для сталей сопровождается фазовыми превращениями. В результате такой т/о падают показатели прочности и твердости стали, повышается ее пластичность и ударная вязкость. Обычно отжиг II рода применяют для подготовки к различным видам механообработки.
• Закалка. Применяется для металлов и сплавов, в которых в твердом состоянии при нагреве до высоких температур и охлаждении в воде или масле происходят фазовые превращения. Закалка всегда сочетается с отпуском, который уменьшает хрупкость и напряжения, характерные для закаленных сталей. После закалки и отжига повышаются прочность, твердость, износостойкость стальной заготовки.
• Термомеханическая обработка (ТМО). Сочетает пластическую деформацию с термообработкой. Горячая пластическая деформация сочетается с закалкой, холодная – со старением. ТМО применяется для сталей, алюминиевых и магниевых сплавов.

Сварка металлов и сплавов

Сущность сварки заключается в нагреве кромок свариваемых деталей до температуры плавления и дальнейшем образовании между ними неразъемного соединения.

Существует несколько способов сварки:

• Электрическая. Самый распространенный вид сварочного процесса. Электродуговая сварка осуществляется покрытыми плавящимися электродами, неплавящимися электродами в среде инертных газов, с использованием сварочной проволоки. Еще один вид электросварки – контактная сварка. Различают точечную и роликовую электросварку. В последнем случае токопроводящий ролик соединяет две детали сплошным швом.
• Газовая. Окислителем в этом процессе является кислород, а функции горючего газа выполняют: ацетилен, его более экономичная альтернатива – МАФ (метилацетилен-алленовая фракция), природный газ, пропанбутановая смесь, водород и др.
• Химическая. Для нагрева кромок используется тепло, выделяемое в результате химической реакции. Химическая сварка применяется в труднодоступных местах и даже под водой.

Электрическая обработка металлов и сплавов

Электрообработка металлических заготовок основана на способности металла разрушаться при подаче высокоинтенсивных электрических разрядов. Этот вид металлообработки применяется для изготовления отверстий в тонких металлических листах, работы с полуфабрикатами из твердых сплавов, заточки инструментов.

Помимо видов металлообработки, служащих для получения необходимых технических характеристик металлоизделий, существует художественная обработка металлических заготовок. Ее цель – создание декоративных предметов или украшение изделий, имеющих практическое применение. Для этой цели применяют литье, чеканку, ковку, сварку.

Определение и значение микроструктуры | Английский словарь Коллинза

Примеры употребления слова «микроструктура» в предложении

микроструктура

Примеры предложений из Collins Corpus

Многие проблемы ультразвукового контроля возникают из-за микроструктуры металла сварного шва
сварные швы из аустенитной нержавеющей стали.

Механические характеристики сустава и его микроструктуры и при фрактографии
анализ коррелирует.

Оптический анализ готовых образцов выявил микроструктуру, состоящую из мартенситных игл
и столбчатые зерна, растущие эпитаксиально в направлении застройки.

Нержавеющие стали можно классифицировать по микроструктуре сплава – ферритные, аустенитные,
мартенситные, дуплексные и дисперсионно-твердеющие марки.

Применение такого травителя позволило качественно охарактеризовать
микроструктура.

Конструкция штампа, формуемость, микроструктура и механические свойства изготовленного
анализируются тонкие пластины.

Влияние температуры заливки и приложенного давления на микроструктуру и механические
исследованы электрические свойства биметалла.

Эффекты высокоскоростного воздействия на эволюцию микроструктуры в кратере были
также обсудили.

Исследуемые сплавы имеют монофазную микроструктуру твердого раствора олова в свинце.

Технология трения привела к более грубой микроструктуре, повышенной микротвердости и
более низкое остаточное напряженное состояние на осевой линии сварного шва.

Тенденции

микроструктура

Быстрое задание

Обзор викторины

Вопрос: 1

—

Оценка: 0 / 5

команда

команда

К марту место начинает заполняться туристами.

путь

вес

Я не могу придумать ничего хуже, чтобы провести время.

штамп

краситель

Моя любовь к тебе никогда не .

poll

pole

Еженедельник показал, что популярность президента падает.

Ваш счет:

16 сентября 2022 г.

Слово дня

соболезнования

Сообщение с соболезнованиями — это сообщение, в котором вы выражаете свое сочувствие кому-то, потому что один из его друзей или родственников недавно умер.

Подпишитесь на нашу рассылку

Получайте последние новости и получайте доступ к эксклюзивным обновлениям и предложениям

Зарегистрируйтесь

В чем разница между объявлением и рекламой?

На этой неделе мы рассмотрим два слова, которые иногда путают: объявление и реклама. Улучшите свой английский с Collins.
Подробнее

Учебные пособия для каждого этапа вашего обучения

Ищете ли вы кроссворд, подробное руководство по завязыванию узлов или советы по написанию идеального эссе для колледжа, Harper Reference предоставит вам все необходимое для учебы.
Подробнее

Угадывая отличительные черты готической литературы

С приближением сезона ужасов ничто не знаменует смену времен года лучше, чем День Франкенштейна 30 августа.
Подробнее

Collins English Dictionary Apps

Загрузите наши приложения English Dictionary, доступные как для iOS, так и для Android.
Подробнее

Словари Collins для школ

Наши новые онлайн-словари для школ обеспечивают безопасную и подходящую среду для детей. И самое главное, это приложение не содержит рекламы, так что зарегистрируйтесь сейчас и начните использовать его дома или в классе.
Подробнее

Списки слов

У нас есть почти 200 списков слов из самых разных тем, таких как типы бабочек, куртки, валюты, овощи и узлы!
Удивите своих друзей своими новыми знаниями!
Подробнее

Обновление нашего использования

Существует множество различных факторов, влияющих на то, как английский язык используется сегодня во всем мире. Мы рассмотрим некоторые способы изменения языка. Прочтите нашу серию блогов, чтобы узнать больше.
Подробнее

Зона 51, Звездолёт и Урожайная Луна: слова сентября в новостях

Уверен, многие согласятся, что мы живем в странные времена. Но должны ли они быть настолько странными, чтобы Зона 51 попала в заголовки газет? А при чем здесь рыбы, похожие на инопланетян. Сентябрьские слова в новостях объясняют все.
Подробнее

Оценка в Scrabble
за «микроструктуру»:
20

Быстрое задание

Обзор викторины

Вопрос: 1

—

Оценка: 0 / 5

чили

чили

Добавьте чеснок,  и креветки.

холл

транспорт

В .

Ваш счет:

Создайте учетную запись и войдите, чтобы получить доступ к этому БЕСПЛАТНОМУ контенту

Зарегистрируйтесь сейчас или войдите, чтобы получить доступ

Что такое микроструктура? (с изображением)

`;

Дата последнего изменения: 21 августа 2022 г.

Микроструктура — это то, как материал собирается вместе в очень малом масштабе. Микроструктура объекта не видна невооруженным глазом, хотя узоры, присутствующие на микроскопическом уровне, могут воспроизводиться на более высоком уровне. Этот более высокий уровень является макроскопическим уровнем; это даст наблюдателю общее представление о конструкции материала, лежащей в его основе. Микроструктура объекта определяет большинство его физических свойств. В зависимости от их микроструктуры материалы делятся на четыре основные категории: керамические, металлические, полимерные и композитные.

Физическая структура материала может меняться в зависимости от того, насколько внимательно вы на него смотрите. Когда объект находится на расстоянии вытянутой руки, он выглядит иначе, чем если бы он находился на расстоянии ширины ладони от лица человека. То же самое верно, когда объект наблюдается под микроскопом. Чтобы создать стандартное определение микроструктуры, мощность увеличения, используемого для ее просмотра, не превышает 25-кратного.

Когда структура наблюдается при большем или меньшем увеличении, она выглядит по-другому. Эти другие наблюдаемые структуры, особенно более мелкие, могут оказывать значительное влияние на свойства объекта. Вместо расширения определения микроструктуры элементы, составляющие микроструктуру, изменяются, чтобы учесть различия в базовой структуре.

В качестве примера можно посмотреть на макроскопический мир. Если бы наблюдаемым объектом была система шоссе, то микроструктурой была бы дорога. Разные дороги сделаны из разных материалов и, следовательно, имеют разные свойства. Таким образом, дорога разбита на типы дорог.

Как правило, микроструктуру наблюдают, беря тонкие, как бумага, срезы объекта и помещая их под микроскоп. Эти ломтики настолько тонкие, что сквозь них проходит свет, подчеркивая лежащую в основе структуру. В зависимости от наблюдаемого материала могут использоваться другие методы, такие как электронная микроскопия или рентгеновские лучи.

Видя присутствующие материалы и наблюдая за тем, как они взаимодействуют, можно предсказать, как материал будет действовать на макроскопическом уровне. Некоторые материалы обладают определенными свойствами, поэтому, когда они присутствуют, они передают эти свойства материалу в целом. Их базовая структура также показывает, как будет вести себя материал. Например, материал, структура которого состоит из длинных несоединяющихся пластин, может быть подвержена разрушению или изгибу.

Сочетание этих свойств дает материалу широкую классификацию. Эти классы сообщают основные свойства материала без необходимости наблюдения за его фактической структурой. Три из них — керамическая, металлическая и полимерная — представляют собой чистые коллекции определенного типа структуры. Четвертый, составной, представляет собой смесь трех основных видов.

Определение и значение микроструктуры — Merriam-Webster

микро-структура

ˈmī-krō-ˌstrək-chər 

: микроскопическая структура материала (например, минерала или биологической клетки)

микроструктурный

ˌmī-krō-ˈstrək-chə-rəl

-ˈstrək-shrəl

имя прилагательное

Примеры предложений

Недавние примеры в Интернете

Эти материалы распределяют воздействие и рассеивают энергию идеальным способом для микроструктура необходимая в конструкции бронежилета.

Кэролайн Делберт, Popular Mechanics , 5 апреля 2022 г.

Ученые проанализировали один из шариков в 2013 году и обнаружили, что его микроструктура и состав очень похожи на железный метеорит.

Дженнифер Уэллетт, Ars Technica , 23 февраля 2022 г.

Чтобы поближе взглянуть на гробницу микроструктура , Джексон объединился с коллегами из Массачусетского технологического института Линдой Сеймур и Адмиром Масиком, а также Нобумичи Тамурой из лаборатории Лоуренса Беркли.

Дженнифер Уэллетт, Ars Technica , 1 января 2022 г.

Увеличить / Художественное представление микроструктуры липучки.

Дженнифер Уэллетт, Ars Technica , 27 декабря 2021 г.

Исследователи также обнаружили это рассеяние микроструктура в черных перьях, пожирающих фотоны, которые окружают цветное пятно.

Мэтт Саймон, Wired , 30 апреля 2021 г.

Сообщалось также об изменениях в микрогравитации микроструктуры мозга, включая изменения в структурной связности сетей нейронов.

Габриэль А. Сильва, Forbes , 27 апреля 2021 г.

Морин О’Хара, профессор финансов Корнеллского университета, эксперт по фондовому рынку микроструктура и автор книги по этике Уолл-стрит осторожно соглашается.

Эндрю Стуттафорд, National Review , 9 марта 2021 г.

Чтобы исследовать микроструктуру чешуи сайдвиндера, ее команда использовала атомно-силовой микроскоп для сканирования кожи змей, сброшенной естественным образом, предоставленной такими учреждениями, как зоопарк Атланты.

New York Times , 1 февраля 2021 г.

Узнать больше

Эти примеры предложений автоматически выбираются из различных онлайн-источников новостей, чтобы отразить текущее использование слова «микроструктура». Мнения, выраженные в примерах, не отражают точку зрения Merriam-Webster или ее редакторов. Отправьте нам отзыв.

История слов

Этимология

Международный научный словарь

Первое известное использование

1881, в значении, определенном выше

Путешественник во времени

Первое известное использование микроструктуры было
в 1881 году

Посмотреть другие слова того же года

Словарные статьи Рядом с

микроструктура

микростронгил

микроструктура

микростилус

Посмотреть другие записи поблизости

Процитировать эту запись
«Микроструктура».

Словарь Merriam-Webster.com , Merriam-Webster, https://www.merriam-webster.com/dictionary/microstructure. По состоянию на 16 сентября 2022 г.

Ссылка на копию

Медицинское определение

микроструктура

микро-структура

ˈmī-krō-ˌstrək-chər 

: микроскопическая структура (как у клетки)

Подпишитесь на крупнейший словарь Америки и получите тысячи дополнительных определений и расширенный поиск без рекламы!

Полный текст Merriam-Webster

Обзор стальных микроструктур

Рисунок 1 . Небольшие промежутки между атомами, называемые междоузлиями, — это место, где помещаются небольшие элементы, такие как углерод и азот. По мере увеличения легирования напряжение в атомной решетке увеличивается, что требует большей силы для деформации заготовки, тем самым увеличивая прочность.

Любой чистый элемент мягкий и пластичный. Вот почему обручальные кольца никогда не делают из чистого 24-каратного золота. Обычно они сделаны из 12-каратного золота, которое на 50 процентов состоит из золота и на 50 процентов из «примесей».

Точно так же чистое железо чрезвычайно мягкое и не используется в конструкционных целях. Однако железо с содержанием углерода до 2 процентов известно как сталь, что делает его наиболее широко используемым конструкционным материалом в мире.

Под микроскопом чистое железо можно представить как трехмерную решетку из сложенных друг на друга бильярдных шаров. Для большинства низкоуглеродистых сталей более 99 процентов микроструктуры по-прежнему составляет железо, а все остальные элементы, объединяясь, обычно составляют менее 1 процента от общего состава. Как бы хорошо ни были упакованы бильярдные шары, между ними всегда найдутся промежутки. Эти небольшие промежутки известны как междоузлия. В эти промежутки могут поместиться мельчайшие элементы, такие как углерод и азот. Более крупные атомы, такие как марганец, магний, кремний и фосфор, заменяют железо в решетке (см. рис. 1).

Когда очень небольшая часть промежутков между решеткой железа занята атомами углерода, считается, что эта сталь без междоузлий (IF) имеет микроструктуру феррит . Феррит имеет объемно-центрированную кубическую (ОЦК) кристаллическую структуру (см. , рис. 2а, ). Феррит представляет собой микроструктурную фазу, мягкую, пластичную и похожую на чистое железо.

Существует ограничение на количество углерода, которое может поместиться в зазоры в ферритовой структуре: 0,02 процента углерода при 1340 градусах F (725 градусов C), но снижается до 0,006 процента (60 частей на миллион) углерода при комнатной температуре.

Зазоры немного больше в фазе, известной как аустенит , которая имеет гранецентрированную кубическую (ГЦК) кристаллическую структуру (см. Рисунок 2b ). При температуре около 2100 градусов по Фаренгейту (1150 градусов по Цельсию) в микроструктуру аустенита может вписаться до 2 процентов углерода.

По мере того, как сталь медленно охлаждается от этой температуры и углерод вытесняется из раствора, аустенит превращается в комбинацию феррита и другой фазы, называемой цементитом , также известной как карбид железа, которая имеет химический состав Fe3C. Количество образующегося цементита зависит от того, сколько углерода содержится в стали. Поскольку феррит не может содержать более примерно 60 частей на миллион углерода при комнатной температуре, остальная часть углерода превращается в цементит.

В отличие от феррита, цементит имеет характеристики керамики: очень твердый и хрупкий, с низкой ударной вязкостью и небольшим сопротивлением возникновению и распространению трещин. Смесь феррита и цементита называется перлитом , потому что под микроскопом выглядит как перламутр с чередующимися слоями феррита и цементита.

При более быстром охлаждении возникает другая динамика. При скорости охлаждения выше критической (обычно выше 86 градусов по Фаренгейту в секунду, но в зависимости от сплава) избыточный углерод аустенита ГЦК не успевает диффундировать из кристаллической структуры и образовывать цементит. Вместо этого углерод захватывается теперь уже почти чистым железом и вытесняется в междоузлия, которые недостаточно велики для размещения атомов углерода. Это искажает и деформирует кристаллическую матрицу в объемно-центрированную тетрагональную (ОЦТ) структуру (см. 9).0299 Рисунок 2c ), образуя твердую фазу, называемую мартенситом .

При более высоких уровнях углерода больше углерода вмораживается в структуру BCT, еще больше напрягая кристаллическую матрицу. Вот почему твердость мартенсита увеличивается с уровнем углерода. Объем структуры ОЦК-мартенсита больше, чем у ГЦК-аустенита, поэтому свежепревращенный мартенсит сжимается окружающей матрицей.

Рисунки 2a, 2b и 2c . Это примеры кристаллографических структур. Разные цвета представляют разные слои атомов железа. Размер атомов железа практически одинаков в каждой из этих структур. Различия заключаются только в плотности, размерах и размерах зазоров внутри этих элементарных ячеек. Мельчайшие элементы, такие как углерод, могут поместиться в эти промежутки. Феррит (а) имеет объемно-центрированную кубическую кристаллическую структуру. Аустенит (б) имеет гранецентрированную кубическую кристаллическую структуру. Мартенсит (в) имеет объемно-центрированную тетрагональную кристаллическую структуру.

Если мартенсит нагревается, углерод имеет возможность диффундировать из структуры BCT, уменьшая искажение кристаллической матрицы, что приводит к снижению твердости и повышению ударной вязкости. Эта термообработка создает микроструктуру феррита и карбида железа (Fe3C), называемую мартенситом отпуска . Сильно напряженная мартенситная матрица приводит к увеличению количества центров зародышеобразования Fe3C в мартенсите отпуска, что приводит к более дисперсному распределению Fe3C, чем в пластинчатой ​​(слоистой) структуре перлита. Объем феррита ОЦК меньше, чем у мартенсита ОЦК, так что при отпуске мартенсита некоторые остаточные мартенситные напряжения сжатия от перехода аустенита в мартенсит снимаются.

Остаточный аустенит — это термин, обозначающий аустенит, который не превращается в мартенсит во время закалки. Количество остаточного аустенита зависит от нескольких факторов, включая содержание углерода и легирование, которое специально способствует сохранению аустенитной структуры. Например, аустенитные нержавеющие стали, такие как 304 и 316, спроектированы так, чтобы быть полностью аустенитными при комнатной температуре.

Бейнит — еще одна микроструктура, которая может образовываться при охлаждении аустенита. Обычно он состоит из комбинации феррита, цементита и остаточного аустенита. Поскольку скорость охлаждения для образования бейнита ниже, чем скорость охлаждения, необходимая для образования мартенсита, углерод имеет некоторую возможность диффундировать из аустенита ГЦК, обеспечивая образование феррита ОЦК. Оставшийся аустенит обогащается углеродом, что приводит к выделению цементита. Однако медленных скоростей охлаждения, создающих плоскослоистую хрупкую структуру перлита, не существует; более высокие скорости охлаждения, необходимые для производства бейнита, дают более твердым компонентам микроструктуры достаточно энергии для преобразования в более округлую форму.

Бейнитные микроструктуры имеют наилучший баланс прочности и пластичности. Скорость охлаждения достаточно высока, чтобы увеличить прочность, в то время как округлые твердые микроструктурные составляющие не так склонны к зарождению и распространению трещин, как если бы они были плоскими и удлиненными. Именно благодаря балансу прочности и жесткости все больше автомобильных колес и рычагов подвески изготавливаются из бейнитных сталей.

(Рисунок 1 взят с http://image.thefabricator.com/a/stamping-101-material-guidelines-atom-interstices.gif)

Металлография – введение | Научная лаборатория

08 января 2020 г.

История

Как выявить особенности микроструктуры металлов и сплавов

В этой статье дается обзор металлографии и характеристик металлических сплавов. Различные методы микроскопии используются для изучения микроструктуры сплава, т. Е. Микромасштабной структуры зерен, фаз, включений и т. Д. Металлография возникла из-за необходимости понять влияние микроструктуры сплава на макроскопические свойства. Полученные знания используются для проектирования, разработки и производства материалов из сплавов.

Авторы

• Дионис Диез

  
  ¹
  

• Джеймс ДеРоуз
  , Кандидат наук.
  
  ¹
  

• 
  ¹
  Лейка Микросистемс

Теги

• Микроскопы темного поля

• Микроскопы для анализа материалов

• Материалы и науки о Земле

• Зерновые

• Железо и сталь

• Поляризация

• Металлография

• Гарантия качества

Металлография – это изучение микроструктуры всех типов металлических сплавов. Более точно его можно определить как научную дисциплину наблюдения и определения химической и атомной структуры и пространственного распределения зерен, составляющих, включений или фаз в металлических сплавах. В более широком смысле эти же принципы могут быть применены к характеристике любого материала.

Для выявления микроструктурных особенностей металлов используются различные методы. Большинство исследований проводится с помощью микроскопии в падающем свете в режиме светлого поля, но другие менее распространенные методы контрастирования, такие как темное поле или дифференциальный интерференционный контраст (ДИК), а также использование цветного (оттеночного) травления расширяют возможности световой микроскопии для металлографических приложений.

Многие важные макроскопические свойства металлических материалов очень чувствительны к микроструктуре. Критические механические свойства, такие как предел прочности при растяжении или относительное удлинение, а также другие тепловые или электрические свойства, напрямую связаны с микроструктурой. Понимание связи между микроструктурой и макроскопическими свойствами играет ключевую роль в разработке и производстве материалов и является конечной целью металлографии.

Металлография, какой мы ее знаем сегодня, во многом обязана вкладу XIX века.Ученый ^-го -го века Генри Клифтон Сорби. Его новаторская работа с современным производством чугуна и стали в Шеффилде (Великобритания) высветила тесную связь между микроструктурой и макроскопическими свойствами. Как он заявил в конце своей жизни: «В те ранние дни, если бы произошла железнодорожная авария, и я предложил бы компании взять рельс и исследовать его под микроскопом, на меня бы смотрели как на годного человека отправить в лечебницу. Но это то, что сейчас делается…»

Старый, но жизненно важный

Наряду с новыми разработками в технологии микроскопии и, в последнее время, с помощью вычислительной техники, металлография стала бесценным инструментом для развития науки и промышленности за последние сто лет.

Некоторые из самых ранних корреляций между микроструктурой и макроскопическими свойствами, установленные в металлографии с использованием световых микроскопов, включают:

• Общее увеличение предела текучести и твердости при уменьшении размера зерна
• Анизотропные механические свойства с удлиненными зернами и/или предпочтительной ориентацией зерен
• Общая тенденция к снижению пластичности с увеличением содержания включений
• Прямое влияние содержания и распределения включений на скорость роста усталостных трещин (металлы) и параметры вязкости разрушения (керамика )
• Связь мест зарождения разрушения с неоднородностями материала или микроструктурными особенностями, такими как частицы второй фазы

Изучая и определяя микроструктуру материала, можно лучше понять его характеристики. Таким образом, металлография используется практически на всех этапах жизненного цикла компонента: от первоначальной разработки материалов до контроля, производства, контроля производственного процесса и даже анализа отказов, если это необходимо. Принципы металлографии помогают обеспечить надежность продукции.

Рисунок 1: Межпластинчатое расстояние перлита в сером чугуне.

Устоявшийся, но интуитивно понятный метод

Анализ микроструктуры материала помогает определить, правильно ли был обработан материал, и поэтому обычно является важным вопросом во многих отраслях промышленности. Основные этапы надлежащего металлографического исследования включают в себя: отбор проб, подготовку образцов (разрез и резку, установку, плоскостное шлифование, черновую и окончательную полировку, травление), микроскопическое наблюдение, цифровые изображения и документирование, а также извлечение количественных данных с помощью методов стереологического анализа или анализа изображений.

Первый этап металлографического анализа – отбор проб – имеет решающее значение для успеха любого последующего исследования: анализируемый образец должен быть репрезентативным для оцениваемого материала. Вторым, не менее важным, шагом является правильная подготовка металлографического образца, и здесь нет однозначного способа добиться желаемых результатов.

Металлография традиционно описывается как наука и искусство, и причина этого утверждения заключается в том, что опыт и интуиция одинаково важны для выявления истинной структуры материала, не вызывая значительных изменений или повреждений, чтобы выявить и сделать измеримыми интересующие особенности.

Травление, вероятно, является наиболее изменчивым этапом, поэтому для получения надежных и воспроизводимых результатов необходимы тщательный выбор наилучшего травильного состава и контроль температуры и времени травления. Очень часто требуется экспериментальный метод проб и ошибок, чтобы найти оптимальные параметры для этого шага.

Больше, чем металлы: Материалография

Металлы и их сплавы по-прежнему играют заметную роль во многих формах технологического развития, поскольку они обладают более широким диапазоном свойств, чем любая другая группа материалов. Количество стандартизированных металлических материалов достигает нескольких тысяч и постоянно увеличивается, чтобы соответствовать новым требованиям.

Однако по мере развития спецификаций к ним добавлялись керамика, полимеры или натуральные материалы, чтобы охватить более широкий спектр применений, а металлография расширилась за счет включения новых материалов, от электроники до композитов. Термин «металлография» теперь заменяется более общим «материалографией», чтобы иметь дело также с керамикой «Керамография» или полимерами «пластография».

В отличие от металлов высокоэффективная или инженерная керамика имеет более высокие значения твердости, хотя по своей природе она хрупкая. Другими выдающимися свойствами являются отличные характеристики при высоких температурах и хорошая стойкость к износу, окислению или коррозии в агрессивных средах. Однако полное преимущество, которое могут обеспечить эти материалы, сильно зависит от химического состава, примесей и микроструктуры.

Подобно металлографической подготовке, для подготовки керамических образцов для исследования микроструктуры необходимо выполнять последовательные этапы, но на каждом этапе требуется тщательный подбор параметров, которые должны быть оптимизированы не только для каждого типа керамики, но и для конкретный сорт. Присущая им хрупкость делает целесообразной замену обычных абразивов алмазом на каждом этапе подготовки от резки до окончательной полировки. Травление может быть проблемой из-за химической стойкости керамики.

За пределами светлого поля

Световая микроскопия уже много десятилетий используется для изучения микроструктуры материалов.

Освещение светлого поля (BF) — наиболее распространенный метод освещения для металлографического анализа. В падающем BF путь света исходит от источника света, проходит через линзу объектива, отражается от поверхности образца, возвращается через объектив и, наконец, достигает окуляра или камеры для наблюдения. Плоские поверхности создают яркий фон из-за отражения большого количества падающего света в линзу объектива, в то время как неплоские элементы, такие как трещины, поры, протравленные границы зерен или элементы с отчетливой отражательной способностью, такие как осадки и включения второй фазы на поверхности кажутся темнее, так как падающий свет рассеивается и отражается под разными углами или даже частично поглощается.

Темное поле (DF) — менее известная, но мощная техника освещения. Путь света для пеленгационной подсветки проходит через внешнее полое кольцо объектива, падает на образец под большим углом падения, отражается от поверхности, затем проходит через внутреннюю часть линзы объектива и, наконец, достигает окуляра или камеры. Этот тип освещения приводит к тому, что плоские поверхности кажутся темными, поскольку подавляющее большинство света, отраженного под большим углом падения, не попадает внутрь линзы объектива. Для образцов, имеющих плоскую поверхность с редкими неплоскими элементами — трещинами, порами, протравленными границами зерен и т. д. — на DF-изображении виден темный фон с более яркими областями, соответствующими неплоским элементам, которые рассеивают больше света в объектив.

Светлое поле: только прямой свет падает на поверхность образца, где он поглощается или отражается. Параметрами качества изображения являются яркость, разрешение, контрастность и глубина резкости.

Темное поле: на поверхность образца падает только преломленный, дифрагированный или отраженный свет. Темное поле подходит для всех образцов со структурированными поверхностями, а также может использоваться для визуализации структур ниже предела разрешения. Поверхностные структуры кажутся яркими на темном фоне.

Дифференциально-интерференционный контраст (DIC), , также известный как Nomarski Contrast, помогает визуализировать небольшие перепады высоты на поверхности образца, тем самым повышая контрастность элементов. ДИК использует призму Волластона вместе с поляризатором и анализатором, оси пропускания которых перпендикулярны (пересекаются под углом 90°) друг к другу. Две световые волны, разделенные призмой, интерферируют после отражения от поверхности образца, делая разницу в высоте видимой как изменение цвета и текстуры.

В большинстве случаев микроскопия в падающем свете дает большую часть необходимой информации, но в некоторых случаях, в частности, для полимеров и композитных материалов, микроскопия в проходящем свете (для прозрачных материалов) и использование пятен или красителей может дать представление о микроструктура, которая осталась бы скрытой при стандартной подготовке объемных образцов и нормальном падающем освещении.

Поскольку многие термореактивные материалы инертны к обычным металлографическим травителям, микроструктуру образца часто лучше всего наблюдать в проходящем поляризованном свете, чтобы усилить различия в показателе преломления отдельных элементов.

Поляризация:  Естественный свет состоит из световых волн с любым количеством направлений вибрации. Поляризационные фильтры пропускают только те световые волны, которые вибрируют параллельно направлению передачи. Два поляризатора, скрещенные под углом 90°, создают максимальное ослабление (затемнение). Если образец между поляризаторами изменяет направление колебаний света, появляются характерные цвета двойного лучепреломления.

Дифференциально-интерференционный контраст (DIC): DIC визуализирует разность высот и фаз. Призма Волластона разделяет поляризованный свет на обыкновенную и необыкновенную волны. Эти волны колеблются под прямым углом друг к другу, распространяются с разной скоростью и физически разделены. В результате получается трехмерное изображение поверхности образца, хотя из него невозможно получить реальную топографическую информацию.

Жизнь красочна

Естественный цвет микроструктур обычно имеет очень ограниченное применение в металлографии, но цвет может дать полезную информацию при использовании определенных оптических методов, таких как поляризованный свет или ДИК, или методов подготовки образцов, таких как цветное травление.

Микроскопия в поляризованном свете очень полезна для исследования металлов с некубической кристаллографической структурой, таких как Ti, Be, U и Zr. К сожалению, основные коммерческие сплавы (Fe, Cu, Al) не чувствительны к поляризованному свету, поэтому травление по цвету или оттенку является дополнительным методом, позволяющим выявить и различить особенности микроструктуры.

Рис. 2: Окрашенные зерна с дендритной структурой

Цветные (оттеночные) травители обычно наносятся химическим путем (погружая в раствор) или электрохимически (погружая в раствор с электродами и приложенным потенциалом), образуя тонкую пленку на поверхности образца, которая обычно зависит от характеристик. Тонкая пленка взаимодействует с падающим светом и создает цвет за счет интерференции, которую можно наблюдать при обычном светлопольном освещении, но которая значительно усиливается при использовании поляризованного света и фазовой задержки (лямбда [λ] или волновые пластины). Кроме того, альтернативными методами создания интерференционных пленок являются тепловое окрашивание или осаждение из паровой фазы.

В стальных сплавах так называемые компоненты «второй фазы» могут быть выборочно окрашены путем травления, что обеспечивает метод их идентификации и количественного определения по отдельности. Распознавание феррита и карбида в стали с помощью цветного травления является обычной процедурой.

Рост интерференционных пленок может быть функцией кристаллической ориентации элементов, например зерен, на поверхности образца. Для сплавов, в которых травление стандартными реагентами (для воздействия на границы зерен) дает неполную сеть (границ) и, таким образом, препятствует восстановлению цифрового изображения, цветовое кодирование микроструктуры из-за разной ориентации зерен позволяет выполнить анализ размера зерна.

Количественный лучше качественного

Количественный лучше качественного

Происхождение количественной металлографии связано с применением световой микроскопии для изучения микроструктуры металлических сплавов. Первыми основными вопросами, на которые должны были ответить материаловеды, были:

• Каковы размеры определенных элементов в сплаве и сколько существует этих типов элементов?
• Какое количество определенного компонента присутствует в сплаве?

Рис. 3: Ковкий чугун со сфероидальным графитом (объектив HC PL Fluotar 10x, светлое поле).

В течение многих лет использование рейтингов на диаграммах и визуальное сравнение было единственным подходом, способным ответить на эти вопросы полуколичественными утверждениями. В настоящее время современные моторизованные и компьютеризированные микроскопы и системы анализа изображений обеспечивают быстрые и точные средства для автоматизации большинства оценок и методов оценки, предусмотренных международными или отраслевыми стандартами.

Измерения обычно проводятся на серии двумерных изображений и могут быть разделены на две основные группы: измерения, используемые для количественной оценки размера, формы и распределения дискретных частиц (характерные измерения), и измерения, связанные с микроструктурой матрицы (поле измерения).

Несколькими примерами первой группы могут быть определение содержания включений в стали, классификация графита в чугуне и оценка пористости в покрытии, полученном методом термического напыления, или в спеченной детали.

Обычным применением полевых измерений является определение среднего размера зерна методом перехвата или планиметрическим методом, а также оценка объемной доли составляющих микроструктуры с помощью фазового анализа. Используя программное обеспечение для анализа изображений, несколько фаз могут быть обнаружены в одном поле, количественно оценены и представлены графически.

Не только микро, но и макро

Методы макроскопического исследования часто используются при рутинном контроле качества, а также при анализе отказов или научных исследованиях. Эти методы обычно являются прелюдией к микроскопическому наблюдению, но иногда они используются сами по себе в качестве критерия принятия или отклонения.

Рис. 4: Поверхностное упрочнение сталей.

Тест на макротравление, вероятно, является наиболее информативным инструментом среди этой группы и широко используется для контроля качества на многих этапах обработки или формовки материалов. С помощью стереомикроскопов и большого разнообразия режимов освещения макротравление дает общее представление о степени однородности детали, выявляя неоднородность микроструктуры материалов. Вот некоторые примеры:

• Макроструктурные узоры, возникающие в результате затвердевания или обработки (рисунки роста, линии потока, полосы и т. д.)
• Глубина провара и зоны термического влияния
• Физические несплошности (пористость, растрескивание) вследствие затвердевания или обработки
• Химические и электрохимические модификации поверхности (обезуглероживание, окисление, коррозия, загрязнение)
• Глубина цементации (поверхностная закалка) в стальные сплавы или узоры из-за неравномерности закалки
• Повреждения, вызванные неправильным шлифованием или механической обработкой
• Термические эффекты из-за перегрева или усталости

Резюме

Металлические сплавы играют важную роль во многих технологиях и приложениях благодаря широкому спектру свойств. Сегодня доступно несколько тысяч стандартизированных сплавов, и их число продолжает расти, поскольку новые требования могут потребовать новых сплавов.

Металлография – это изучение микроструктуры сплава: микромасштабного пространственного распределения фаз, включений и других составляющих. Для выявления микроструктуры сплава используются различные методы, чаще всего микроскопия.

Микроструктура сплавов оказывает значительное влияние на многие их важные макроскопические свойства, такие как предел прочности при растяжении, относительное удлинение и тепло- или электропроводность. Полное понимание взаимосвязи между микроструктурой и свойствами сплава является фундаментальной причиной для области металлографии. Знания из металлографии используются в металлургии (проектирование и разработка сплавов) и производстве сплавов.

Однако в то же время было разработано гораздо большее разнообразие керамики и полимеров, которые также используются для самых разных целей. Основные принципы металлографии могут быть применены к характеристике любого материала. В результате металлография начинает заменяться более общим термином «материалография».

Решения для металлографии

Читатели могут узнать о решениях Leica для металлографии, ознакомившись с сопутствующими продуктами ниже. Более подробная информация о характеристиках металлических сплавов доступна в статьях, перечисленных в разделе «Дополнительная литература».

Дальнейшее чтение

1. Форкуччи, Вебинар: Металлографические решения от Leica Microsystems, Научная лаборатория (2019) Leica Microsystems.
2. Д. Диез, Дж. ДеРоуз, Т. Лочерер, Отчет и веб-семинар: Оцените качество вашей стали: обзор стандартных методов анализа и практических решений для оценки включений в стали, Научная лаборатория (2019 г.)) Лейка Микросистемс.
3. Д. Диез, Дж. ДеРоуз, Как адаптировать анализ размера зерна металлических сплавов к вашим потребностям: точные и практичные решения для микроскопии, Научная лаборатория (2019) Leica Microsystems.
4. В. Грюневальд, Дж. ДеРоуз, 3-мерное изображение макроскопических дефектов в алюминиевых сплавах: реконструкция изображения в 3D с использованием фрезерования и оптической микроскопии на месте, Научная лаборатория (2019) Leica Microsystems.
5. Д. Диез, Веб-семинар: Анализ размера зерна на микроструктурах, который вам нужен, Научная лаборатория (2017) Leica Microsystems.
6. У. Кристиан, Н. Йост, Металлография с цветом и контрастом: возможности микроструктурного контрастирования, Научная лаборатория (2011) Leica Microsystems.
7. А. Шуэ, Сталь – универсал, который должен пройти множество испытаний, Научная лаборатория (2010) Leica Microsystems.
8. А. Шуэ, Сталь – все зависит от того, что на самом деле внутри, Научная лаборатория (2009 г.) Leica Microsystems.

Хотите узнать больше?

Поговорите с нашими экспертами.
Мы рады ответить на все ваши вопросы и проблемы.

Свяжитесь с нами

Предпочитаете личную консультацию?

Здесь вы найдете более подробный список местных контактов.

Структура металлических зерен и микроскопический анализ

Struers — Обеспечение уверенности

/
Знания
/
Материалы
/
Металлические зернистые структуры

Согласие на использование файлов cookie

Файлы cookie используются в статистических целях и для улучшения сайта. Файлы cookie будут использоваться после того, как вы нажмете «ОК» или если вы продолжите использовать www.struers.com.

• Принять
• Подробнее

Металлические материалы часто интерпретируются с точки зрения их внутренней структуры, известной как микроструктура. Эти рекомендации по применению, подготовленные в сотрудничестве с экспертами в области оптики и оптоэлектроники Zeiss, объясняют все, что вам нужно знать о структурных свойствах металла, подготовке материалов для микроструктурного анализа и интерпретации результатов.

Загрузите полную информацию о приложении

• Основные характеристики

• Металлографическая подготовка

• Микроскопический анализ

• Характеристика анализа

• Оборудование

Внутренняя структура металла состоит из отдельных кристаллических областей, известных как «зерна». Структура, размер и ориентация этих зерен зависят от состава материала (сплава) и способа изготовления материала (например, ковка, литье или аддитивное производство). Зерна образуются из расплавленного материала при его затвердевании, взаимодействуют друг с другом и с другими ингредиентами, такими как фазы и загрязнения. Как правило, структура зерна адаптирована к техническому применению.

Размер и ориентация зерен и другие структурные характеристики напрямую связаны с механическими и технологическими свойствами этих материалов. Структурные характеристики также зависят от последующих внешних воздействий. Эти воздействия включают:

• Химические воздействия (например, коррозию)
• Химические и/или физические воздействия (например, процессы термообработки)
• Механические воздействия (например, после процессов формовки, таких как ковка, прокатка, гибка и т. д.)

Микроструктура

Рис. 1: Чистая медь, протравленная в DIC

Микроструктуру можно оценить только под микроскопом (стереомикроскопом, световым микроскопом с использованием отраженного света, цифровым микроскопом или сканирующим и просвечивающим электронным микроскопом). Обычно размер наблюдаемых характеристик колеблется от долей миллиметров до микрометров и даже нанометров. Наблюдения за микроструктурой используются для широкого круга исследований, например, для определения размеров зерен, проверки на наличие дефектов, подготовки мишеней в микроэлектронике, всех видов сварных швов и анализа отказов.

Макроструктура

Рис. 2: Макрошлиф чистой меди, часть литого блока, травление

Макроструктуру можно увидеть невооруженным глазом, через увеличительное стекло или стереомикроскоп. Эти наблюдения менее распространены, чем микроструктурные исследования. Области применения, в которых наблюдается макроструктура, обычно представляют собой сварные швы, отливки некоторых цветных металлов или деформацию и сегрегацию на литых или кованых деталях. Грубая оценка покрытий или геометрии также может быть предметом макроструктурных исследований.

Почему микроскопический анализ?

После завершения металлографической подготовки структурные свойства металла можно проанализировать под микроскопом. После этого можно сделать выводы о характеристиках материала. Например, микроскопический анализ можно использовать для оценки характеристик на этапах проектирования и обработки металла, а также случаев, когда произошло повреждение.

Структурные элементы, которые можно оценить с помощью светового или электронного микроскопа, включают:

• Зерна/кристаллиты и границы их зерен
• Интерметаллические фазы и выделения
• Неметаллические включения и фазы

Оценка основана на следующих критериях:

• Тип и форма
• Размер и номер
• Распределение и ориентация

На основе всей этой информации затем можно составить исчерпывающее описание микроструктуры и сделать выводы относительно ее потенциальных характеристик.

Понимание сплавов

Материалы, используемые в настоящее время в практических целях, представляют собой смесь различных химических элементов, часто также называемых «сплавами». Сталь и чугун, например, по существу представляют собой сплавы на основе железа (Fe) с легирующими добавками углерода (C), которые отвечают за твердость железосодержащего материала. Микроструктурный анализ позволяет сделать выводы о свойствах сплава, в том числе о его прочности, твердости и пластичности

Рис. 3: Перлитный чугун с пластинчатым графитом, протравленный ниталом. Углерод в основном присутствует в виде графита в пластинчатой ​​форме, что приводит к снижению прочности. Сама перлитная матрица обладает достаточно высокой степенью твердости.
Изображение получено с помощью ZEISS Axio Imager, объектив 50x, яркое освещение

Рис. 4: Ферритный чугун со сфероидальным графитом, протравленный ниталом. Углерод в основном присутствует в виде графита в сферической форме. Сферическая форма обеспечивает повышенную прочность по сравнению с пластинчатым чугуном, но твердость материала ниже из-за отсутствия цементита в чисто ферритной матрице.
Изображение сделано с помощью ZEISS Smartzoom 5, прибл. 500-кратное увеличение

Рис. 5: Ферритная сталь с прибл. 0,1 % С, протравлен ниталом. Углерод в основном присутствует в форме цементита и в виде небольшого количества перлита между ферритными зернами. Матрица, которая поэтому является почти чисто ферритной, имеет низкую степень твердости, но очень хорошую пластичность.
Снимок сделан с помощью ZEISS Smartzoom 5 прибл. 500-кратное увеличение, коаксиальное освещение с малой долей кольцевого света

Рис. 6: Ферритно-перлитная сталь с прибл. 0,2 % C, протравлен ниталом. Углерод в основном присутствует в виде пластинчатого цементита в более твердой части перлита, прилегающей к ферритным зернам. Это приводит к тому, что цементит выглядит полосатым. Перлитные зерна отражают меньше света, чем ферритные зерна, и поэтому кажутся более темными. Матрица этого типа имеет более высокую твердость, но более низкую пластичность.
Изображение получено с помощью ZEISS Axiolab, объектив 50x, яркое освещение

Металлографическая подготовка металла для микроструктурного анализа

Чтобы обеспечить правильное представление структурных свойств металла, образец должен быть правильно подготовлен. Приведенные ниже шаги дают общее описание процесса, но метод металлографической подготовки должен быть адаптирован к материалу.

Шаг 1: Резка заготовок для микроструктурного анализа

Процесс мокрой абразивной резки используется для отбора репрезентативной пробы из заготовки. Процесс резки следует выбирать таким образом, чтобы образец не подвергался никаким повреждениям, способным изменить его структуру, и должен быть адаптирован к материалу и применению.

Рис. 7: Станок для мокрой абразивной резки с зажатым зубчатым колесом, используемый для взятия образца с участка зуба зубчатого колеса. Как правило, секция подвергается индукционной или поверхностной закалке. Образец будет использоваться для изучения структуры и твердости среза.

Узнать больше

• Получите больше знаний, опыта и знаний в нашем разделе резки.
• Ознакомьтесь с нашим ассортиментом режущего оборудования.
• Приобрести расходные материалы и аксессуары для металлографической резки.

Этап 2: Установка образцов для микроструктурного анализа

Процесс монтажа используется для фиксации отрезанных деталей, чтобы с ними было легче обращаться, и для стандартизации их размеров. Можно использовать различные методы горячего и холодного монтажа и смолы, хотя типичными являются эпоксидная или акриловая смола.

• Холодный монтаж: прибл. 100 °C, при атмосферном давлении или в вакууме
• Горячий монтаж: при макс. 350 бар и 180 °C

Рис. 8: Множество встроенных образцов различной формы. Покрытие образца синтетической смолой обеспечивает хороший результат подготовки и повышает эффективность остальной части процесса.

Узнать больше

• Получите больше знаний, опыта и знаний в нашем разделе монтажа.
• Ознакомьтесь с нашим ассортиментом монтажных машин и оборудования.
• Приобрести расходные материалы и аксессуары для металлографического горячего и холодного монтажа.

Этап 3: Шлифовка и полировка образцов для микроструктурного анализа

Процесс шлифовки и полировки является наиболее важным этапом подготовки образца для исследования под микроскопом. Во время этого процесса макроскопическая шероховатость поверхности реза уменьшается до отражающей поверхности.

Если цель состоит только в том, чтобы сделать видимой макроструктуру – обычно для исследования с использованием стереомикроскопа или увеличительного стекла – достаточно нескольких стадий грубой шлифовки и контрастирования кислыми или щелочными растворами. (Эти образцы часто готовятся в размонтированном виде для экономии времени.)

Чтобы микроскопические элементы конструкции были видны в микроскоп в отраженном свете, требуется зеркальное покрытие. Процесс шлифовки и полировки зеркала выглядит следующим образом:

• На поверхности выполняется начальная грубая шлифовка.
• Поверхность осторожно полируется абразивами от мелких до очень мелких до тех пор, пока не будут удалены почти все поврежденные участки, обычно с использованием алмаза, оксида алюминия или коллоидного диоксида кремния на подходящих тряпках и дисках для полировки.
• Поверхность проверяется с помощью дифференциального интерференционного контраста (ДИК) — опции контраста в микроскопах отраженного света — для обеспечения достаточно высокого качества поверхности для продолжения травления. Если деформация все еще видна в DIC, требуются дополнительные этапы полировки.
• Поверхность протравлена ​​для усиления контрастов, невидимых или видимых только в ограниченной степени в условиях яркого поля. Обычно используют только слабые кислоты.
• Низкоконцентрированные травители, содержащие 1-3% азотной кислоты в этаноле (нитал), очень часто применяют для низколегированных и среднелегированных углеродистых сталей или чугуна.
• Коррозионностойкая сталь требует специальных процессов травления, таких как цветное травление.

Рис. 9: Сварочный шов, зачищенный на двух уровнях фольги SiC, с последующим макротравлением 5 % водным раствором азотной кислоты.
Изображение получено с помощью стереомикроскопа ZEISS Stemi 508 при 15-кратном увеличении

Рис. 10: Ферритная сталь с включениями карбида и оксида титана после механической обработки алмазом размером 1 мкм. На дифференциально-интерференционно-контрастном изображении еще можно наблюдать тонкие следы деформации. Образец не подвергался травлению.
Изображение получено с помощью ZEISS Axio Imager, DIC, объектив 100x .

Рис. 11: Коррозионностойкая аустенитная сталь после окончательной полировки с помощью OP-S и последующего цветного травления по Лихтенеггеру и Блеху. Становятся видны зерна аустенита с двойниками и ложными линиями в направлении деформации.
Изображение получено с помощью ZEISS Axio Imager, яркое освещение, объектив 20x .

Рис. 12: Коррозионностойкая аустенитно-ферритная сталь (дуплекс) после электролитического травления в 20 % растворе гидроксида натрия. Зерна аустенита (светло-коричневые) внедрены в голубовато-коричневую ферритную матрицу.
Снимок сделан с помощью ZEISS Axiolab, DIC, объектив 20x

Подробнее

• Получите больше знаний, опыта и информации о нашем участке шлифовки и полировки.
• Ознакомьтесь с нашим ассортиментом шлифовальных и полировальных станков и оборудования.
• Приобрести расходные материалы и принадлежности для металлографической шлифовки и полировки.

Анализ структуры зерна металла

После завершения металлографической подготовки структуры металлических зерен можно визуально проанализировать под световым микроскопом. Обычно это происходит при увеличении от 25x до 1000x, что соответствует ограничениям традиционной световой микроскопии. Решетчатые дефекты, структуры и элементы на субмикроскопическом уровне (менее 1 мкм) и вплоть до атомарного уровня оцениваются с помощью электронных микроскопов.

Таблица 1: Примеры применения методов контрастирования для исследования металлических конструкций

Методы контрастирования

Существует ряд методов контрастирования, которые можно использовать для оценки структурных свойств металла. Ваш выбор метода контрастирования зависит от ряда факторов, в том числе от того, с каким материалом вы работаете и какие характеристики вам необходимо проанализировать. Какие методы контрастирования существуют и когда их следует использовать?

Светлое поле
Брайтфилд — это стандартный метод для всех типов анализа материалов. Трещины и поры, неметаллические фазы и продукты окисления сначала наблюдают в непротравленном состоянии, поскольку они обычно демонстрируют иное отражающее поведение, чем основной металл. С другой стороны, расположение трещин и пор по отношению к другим структурным характеристикам обычно можно оценить только в том случае, если было проведено соответствующее химическое травление.

Рис. 13: Лазерный сварной шов на высоколегированных сталях с трещинами и порами после электролитического травления. Они также видны в непротравленном состоянии, но межкристаллитный ход трещин можно оценить только после завершения травления.
Изображение получено с помощью ZEISS Axio Imager, яркое освещение, объектив с увеличением 5x.

Темное поле

Метод темного поля в основном используется в микроскопии неметаллических материалов. Однако он дает несколько преимуществ при характеристике металлов, а также при оценке окрашенных структур, таких как слои лака или пластиковых покрытий на металлических подложках. Его также можно использовать для оценки продуктов коррозии. Микроскопию в темном поле можно использовать для выявления очень мелких царапин на полированных образцах.
способ проверки качества помола.

Рис. 14: Место коррозии на латунной трубе, непротравленное. Отражающие участки кажутся темными (металлическая подложка) при освещении в темном поле, тогда как продукты коррозии можно наблюдать в собственном цвете.
Изображение получено с помощью ZEISS Axio Imager, освещение темного поля, объектив 20x

ДИК (дифференциально-интерференционный контраст)

ДИК — полезный инструмент для анализа очень тонких деформаций, которые все еще могут присутствовать на поверхности после полировки. Его также можно использовать для различения твердых и мягких структурных элементов, так как твердые фазы в процессе окончательной полировки удаляются в меньшей степени, чем более мягкие, и поэтому «выступают» с поверхности. Эта минимальная разница обычно не видна в светлопольном микроскопе, но ее можно увидеть в ДИК. В результате ДИК можно использовать для качественного различия между твердостью различных фаз.

С помощью DIC также можно сделать структуры зерен, такие как границы зерен, видимыми в непротравленном состоянии. Это позволяет оценить структуру перед травлением, избавляя от необходимости использовать химические вещества на труднопротравливаемых материалах, таких как коррозионно-стойкие металлы. Однако в этом случае требуется идеальная окончательная полировка.

Рис. 15: Медный сплав после окончательной полировки. Из-за своей отражательной способности различные фазы имеют разные цвета под микроскопом со светлым полем.
Изображение получено с помощью ZEISS Axiolab, яркое освещение, объектив с увеличением 100x.

Рис. 16: Медный сплав после окончательной полировки. Из-за своего поведения при абляции фазы различной твердости имеют разную высоту, которая видна только в ДИК-микроскопии. Это позволяет качественно различать их твердость. В то же время зернистую структуру можно сделать видимой уже в непротравленном состоянии.
Изображение получено с помощью ZEISS Axiolab, DIC, объектив 100x

Поляризационная контрастность

Поляризационный контраст в основном используется при анализе материалов с гексагональной структурой решетки, таких как титан, цинк и магний. Алюминий и его сплавы также можно анализировать в поляризованном свете, если они были подвергнуты электролитическому травлению тетрафторборной кислотой (травление Баркера).

Рис. 17: Технически чистый титан (класс 1) после механической полировки, вид под поляризационно-контрастным микроскопом, без травления. Поляризованный свет усиливается или устраняется на гранях кристалла благодаря гексагональной структуре решетки, которая проявляется как контраст между светлым и темным. Изображение появляется в цвете благодаря так называемой пластине λ/4.
Изображение получено с помощью ZEISS Axio Imager, поляризационный контраст, объектив 20x .

Рис. 18. Сварочный шов алюминия после электролитического травления тетрафторборной кислотой (травление по Баркеру), вид под поляризационно-контрастным микроскопом. Травление создает слой оксида различной толщины в зависимости от ориентации кристаллов; поляризованный свет может мешать этому оксидному слою, что приводит к эффектам устранения и усиления.
Изображение получено с помощью ZEISS Axio Imager, поляризационный контраст, объектив 5x

Флуоресценция

Флуоресценция может использоваться в микроскопии металлов и материалов, поскольку некоторые материалы возбуждаются при определенной длине волны и поэтому излучают видимый свет при другой длине волны.

Флуоресцентные порошки (например, EpoDye) смешиваются с монтажной смолой (обычно прозрачной эпоксидной смолой) в процессе монтажа и проникают в существующие и открытые поры и трещины. Эта процедура поддерживается вакуумной пропиткой. После отверждения и подготовки свет микроскопа в синем спектре возбуждает флуоресцентный краситель, который затем излучает свет в желто-зеленом спектре. Заполненные поры или трещины подсвечиваются желто-зеленым цветом.

Рис. 19: Поры и трещины между покрытием из карбида вольфрама и сталью, на которую оно нанесено. На соответствующем контрасте микроскопа он подсвечивается желто-зеленым цветом, потому что трещина была пропитана монтажным агентом с флуоресцентным порошком. Трещина была до монтажа. Это могло произойти во время изготовления или в процессе резки.
Изображение получено с помощью ZEISS Axio Imager, флуоресцентный контраст, объектив 5x .

Рис. 20: Трещины в композитном материале из углеродного волокна.
Изображение получено с помощью ZEISS Axio Imager, флуоресцентный контраст, объектив 20x

Световой микроскоп для анализа структуры зерна

Микроструктурный анализ — чрезвычайно полезный инструмент в металлографии, так как он позволяет получить большой объем информации о структурных свойствах металла и его характеристиках. Это можно использовать для оценки этапов проектирования и обработки металла, а также для контроля качества и анализа отказов. Однако при рассмотрении структурных свойств металла необходимо использовать специальную оптику, поскольку возбуждение и освещение объекта направляются через одну и ту же оптическую систему. Камеры также должны быть способны обрабатывать высокие значения контрастности.

• Микроскопы отраженного света используются для визуализации структур в диапазоне от нескольких миллиметров до примерно 1 мкм (объективы 10x/20x/50x/100x типичны для микроскопа материалов). Микроскоп может быть как прямым, так и перевернутым. Однако перевернутое положение предпочтительнее для больших образцов или при просмотре зажатых образцов в держателях образцов.
• Стереомикроскопы высокого разрешения реже используются для структурной интерпретации. Изображение, созданное микроскопом, должно быть воспроизведено точно и подходить для интеграции в существующие системы документирования.

Точное выравнивание поля (EPI)

Поскольку освещение и контрастирование отражающих образцов осуществляется визуализирующей оптикой – объективом микроскопа, к конструкции и световоду предъявляются особые требования. Кроме того, объектив должен иметь точные характеристики выравнивания поля для измерения объекта. Эти типы объективов специально оптимизированы для образцов в отраженном свете и могут быть распознаны по аббревиатуре EPI (например, ZEISS 50x EC EPIPLAN # 422070-9).961-000).

Цифровые камеры

Требования к цифровой камере для металлических образцов должны быть оптимизированы для целей измерения и документирования. Микросхема высокодинамичной видеокамеры идеально отображает металлические поверхности и их высокий уровень контрастности. Специальные пакеты промышленного программного обеспечения (такие как «ZEN core» и его материальные модули) доступны для помощи при использовании камеры этого типа (например, ZEISS Axiocam 305) в практических условиях.

Микроскопы для начинающих

Микроскопы, такие как ZEISS Primotech, включают наиболее распространенные методы контрастирования, а также могут использоваться с упрощенным программным обеспечением MATSCOPE и решениями для планшетов (MATSCOPE для iPad).

Цифровые микроскопы

Благодаря быстрому развитию оптики цифровые микроскопы становятся все более интересным инструментом для структурного анализа. Эти устройства просты в использовании и сочетают в себе преимущества стереомикроскопии и микроскопии в отраженном свете. Они также охватывают относительно широкий спектр увеличения и области применения, а также предоставляют большие возможности для цифровой постобработки изображений для широкого круга измерительных задач. Однако цифровые микроскопы не обладают таким высоким разрешением, как микроскопы отраженного света, что является недостатком при работе с очень мелкими структурными элементами.

СКАЧАТЬ ПРИЛОЖЕНИЕ

Получить представление о других материалах

Если вы хотите узнать больше о материалографии других металлов и материалов, посетите нашу страницу материалов.