відображення
сортування нова вкладка
email:
Пошук       Вибрана Вершина:       Вершина2:

розмір зерна


Вплив розміру зерна на твердість і пластичність полікристалічного cBN: 1 – твердість за Кнупом НК0,49; 2 – твердість за Віккерсом НV0,49; 3 – параметр пластичності ?Н.
Вплив розміру зерна на твердість і пластичність полікристалічного cBN.
  • Інфільтація розплавів і флюїдів з зовнішнього середовища в зразок повністю блокується при тисках 10–11 ГПа, що дозволяє одержувати високочисті полікристалічні матеріали cBN з різним розміром зерна за рахунок розвитку процесів збиральної рекристалізації.
  • Для зразків трьох груп зі щільністю 3,477±0,014 г/см3, які відрізнялись розміром зерна (d): d = 0,1–0,4 мкм – КНБ(тз); d = 1–4 мкм – КНБ(дз); d ~ 20 мкм КНБ(гз), встановлено, що зміна твердості зі зменшенням розміру зерна відповідає залежності Холла-Петча: HV 0,49 = 43,13 + 11,55/d1/2 (індентор Віккерса) і HK 0,49 = 39,28 + 6,1/d1/2 (індентор Кнупа).
  • Грубозерниста структура КНБ(гз) формується на етапах інтенсивної збиральної рекристалізації при температурі біля 2550 °С (р ? 10–11 ГПа, t = 40 с).
  • У зразках цього типу зерна розрізняються як розмірами, так і морфологією.
  • Біля 70 % об’єму складають матричні зерна, розміри яких становлять 20–30 мкм.
  • На відміну від поведінки металів спостерігається значне зростання Е (до теоретичних значень) зі зменшенням розміру зерна
  • Безпосередньо після повного фазового перетворення при р ? 10–11 ГПа і Т ? 2250 °С (витримка 40 с) формується тонкозерниста структура полікристалічного матеріалу з розміром зерна d = 0,1-0,4 мкм (КНБ(тз) –рис. 3.13). При температурах біля 2400 °С за той же час термобаричної дії (р ? 10–11 ГПа, Т ? 2400 °С, t = 40 с) відбувається десятикратне збільшення розміру зерен в полікристалі. За даними ПЕМ дрібнозерниста структура полікристалів – КНБ(дз) відрізняється однорідністю і рівноосністю зерен з розмірами 1–4 мкм (рис. 3.14). Середній розмір зерен в зразках цієї групи, приблизно розрахований як середньозважене значення, складає ~ 20 мкм.
  • Матеріали КНБ з чистими міжзеренними границями рекристалізаційного походження є істинними полікристалічними матеріалами (полікристалами cBN) – ідеальними об’єктами для досліджень фундаментального характеру, метою яких є, наприклад, такі важливі закономірності, як вплив розміру зерна на фізико-механічні властивості. Вихідні зразки трьох груп зі щільністю 3,477±0,014 г/см3 відрізнялись розміром зерна (d). Для cBN(гз), що одержані при максимальних температурах термобаричної дії (2550 °С) , не дивлячись на подальше зростання розміру зерен (за даними ТЕМ), спостерігається зменшення розмірів ОКР. Фізичні властивості високочистих полікристалів з досконалими міжзеренними границями рекристалізаційного походження суттєво залежать від розміру зерен в структурі, щільності дислокацій, мікронапруг і мікроспотворень кристалічної решітки та багатьох інших факторів. Результати вимірювань твердості свідчать про її зростання зі зменшенням розміру зерен в структурі полікристалів (рис. 3,18). Встановлено, що зміна твердості зі зменшенням середнього розміру зерна відповідає залежності Холла-Петча: HV 0,5 = 43,13 + 11,55/d1/2 (індентор Віккерса) і HK 0,5 = 39,28 + 6,1/d1/2 (індентор Кнупа), де розмірності HV і HK в [ГПа], а d в [мкм] (рис. 3,18). Одержані дані з твердості та пружних модулів дають можливість розрахувати параметри пластичності високочистих полікристалів cBN в залежності від структурних факторів (розміру зерна) в рамках підходу [91, 92]. Характер зміни параметру пластичності і твердості в залежності від розміру зерен в полікристалічній структурі cBN свідчить про те, що в вивченому діапазоні розмірів зерен 0,25–20 мкм спостерігається значне збільшення твердості для тонкозернистих структур, при цьому одночасно вони помітно втрачають свою здатність до пластичної деформації, становлячись більш жорсткими (рис. 3.19). Спостерігається значна чутливість модуля Юнга (Е) до структурних параметрів полікристалів. На відміну від поведінки металів спостерігається значне зростання Е (до теоретичних значень) зі зменшенням розміру зерна.


Супермножина:


Споріднені вершини: