Obrabotka Metallov 2011 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (52) 2011 57 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ностью их расположения является наличие трой- ных стыков, в которых одна граница общего типа и две специальные (указано стрелками на рис. 1, а ). В таких случаях затруднительно выделить МЗ. Как правило, контур из границ общего типа, ограничи- вающий МЗ, является замкнутым. При наблюдении тройных стыков, в которых встречаются одна гра- ница общего типа и две специальные, контур из гра- ниц общего типа замкнут специальной. Доля таких МЗ равна 0,3. Также отличительной деталью поли- кристалла сплава Ni 3 Fe со средним размером зерен 10 мкм является присутствие расщепленных границ специального типа, т. е. тройных стыков из специ- альных границ. Анализ распределений МЗ в зависимости от их размера показал, что все распределения имеют ло- гарифмически нормальный характер. Это означа- ет случайное расположение МЗ как содержащих специальные границы, так и не содержащих их в объеме поликристалла. Данные статистического анализа зернограничных ансамблей приведены в табл. 1, в которой даны средние размеры МЗ ( D ср ), содержащих и не содержащих специальные границы, их дисперсии ( σ ), относительные дисперсии ( σ / D ср ) и доли МЗ ( δ ). Из табл. 1 видно, что в мелкозернистом образце сплава Ni 3 Fe (10 мкм) доля МЗ, содержащих специальные границы, значительно выше, чем в образцах с большим ⎯ d . Наименьшее значение доли МЗ со специальными границами наблюдается в образцах с ⎯ d , равным 40 мкм. По мере возрастания ⎯ d доля МЗ со специальными границами начинает увеличиваться, а относительная дисперсия при этом уменьшается. Значения относительных дисперсий для МЗ без специальных границ с ростом ⎯ d ведут себя аналогично. Оценка среднегочисла специальных границ в МЗ с использованием формулы (1) показала, что в мелкозернистом образце сплава Ni 3 Fe (10 мкм) наблюдается максимальное значение этого параметра (рис. 2). При ⎯ d , равном 40 мкм, наблюдается резкое снижение ⎯ n . Дальнейший рост ⎯ d приводит к плавному увеличению среднего числа специальных границ в МЗ. Анализ распределений расстояний между бли- жайшими границами разного типа подтвердил четко Т а б л и ц а 1 Параметры ансамблей МЗ в исследуемых образцах сплава Ni 3 Fe Типы МЗ и их характеристики ⎯ d , мкм все МЗ МЗ с СГ МЗ без СГ D ср , мкм σ , мкм σ / D ср δ D ср , мкм σ , км σ / D ср δ D ср , мкм σ , мкм σ / D ср 10 23,8 15,5 0,65 0,75 28,0 15,4 0,55 0,25 11,1 5,5 0,50 40 81,1 60,3 0,74 0,54 96,5 69,7 0,62 0,46 63,7 40,0 0,63 127 290,9 152,6 0,63 0,58 325,5 162,7 0,50 0,42 211,4 85,3 0,50 215 408,4 220,0 0,54 0,60 475,6 227,2 0,48 0,40 325,3 189,0 0,58 выраженную структуру МЗ, являющихся основой формирования поликристаллов сплава Ni 3 Fe. Рас- пределение между границами общего типа близко к логарифмически нормальному. Это означает доста- точно случайное расположение границ общего типа в объеме поликристалла. Распределение границ спе- циального типа имеет экспоненциальный характер. Следовательно, образование границ специального типа детерминировано. Формирование границ спе- циального типа является особым рекристаллизаци- онным процессом, снижающим уровень внутренних напряжений в поликристаллах и создающим текстуру материала. Распределение между границами общего и специального типа также носит экспоненциальный характер. Распределения границ в тройных стыках, содер- жащих две границы общего типа и одну специаль- ную, в зависимости от относительной энергии для образцов со средним размером зерен 10 и 127 мкм представлены на рис. 3. Видно, что распределе- ния δ−γ / γ max практически не отличаются, особенно спектры границ общего типа. Распределения границ специального типа имеют ярко выраженный одно- модальный характер. Значения относительной энер- гии границ зерен в исследуемых стыках приведены в табл. 2. Из данных табл. 2 видно, что значения сред- ней относительной энергии специальных границ в исследуемых образцах одинаковы. Следовательно, энергия специальных границне зависит от ⎯ d . Виссле- дуемых образцах часть специальных границ имеют Рис. 2 . Зависимость среднего числа специальных границ в МЗ от среднего размера зерна