Металографія
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Металографія

Металографія (від метали і ...графія ) , наука про структуру металів і сплавів; складова частина металознавства . М. вивчає закономірності утворення структури, досліджуючи макроструктуру і мікроструктуру металу (шляхом спостереження неозброєним оком або за допомогою світлового і електронного мікроскопів). а також зміни механічних, електричних, магнітних, теплових і ін. фізичних властивостей металу залежно від зміни його структури. Для вивчення мікроструктури використовують, крім того, рентгенівську дифракційну мікроскопію (див. Рентгенівський структурний аналіз ) . Дослідження структури необхідне для знаходження зв'язку «структура — властивість», а встановлення закономірностей утворення структури — для прогнозування на основі цього зв'язку властивостей нових сплавів. Наприклад, міцність однофазних сплавів пов'язана з розміром зерна; за наявності включень другої фази відстань між включеннями впливає на міцність і температуру рекристалізації сплаву; від розміру і кількості включень другої фази залежать магнітні властивості феромагнітних матеріалів.

загрузка...

  Макроструктура характеризується формою і розташуванням крупних кристалітів (зерен), наявністю і розташуванням різних дефектів металів, розподілом домішок (див. Ліквація ) і неметалічних включення. Мікроструктура металевого матеріалу визначається формою, розмірами, відносною кількістю і взаємним розташуванням кристалів окремих фаз або їх совокупностей, що мають одноманітний вигляд. Під тонкою структурою (субструктурою) розуміють будову окремих зерен, визначувану розташуванням дислокацій і ін. дефектів кристалічної решітки.

  Формування і зміна внутрішньої будови металу (структури) відбувається в результаті фазових перетворень при нагріві або охолоджуванні металу, а також унаслідок пластичної деформації, опромінення, відпочинку, рекристалізації, спікання і т.д. Структура литого металу, що формується в результаті виникнення і зростання в розплаві центрів кристалізації, залежить від швидкості охолоджування розплаву, вмісту домішок, напряму відведення тепла ( мал. 1 ) і ін. чинників. Збільшення швидкості охолоджування може, наприклад, приводити до подрібнення зерна. Розмір зерна можна змінити, піддавши метал пластичної деформації і рекристалізації ( мал. 2 ). Мікроструктура різко змінюється при протіканні в твердому металі фазових перетворень, які можуть бути викликані зміною температури або всестороннього тиску. І в цьому випадку структура залежить від умов, в яких проходіт перетворення, головним чином від температурного інтервалу і швидкості охолоджування, а також від особливостей будови кристалічних грат фаз, що беруть участь в перетворенні. Наприклад, розміри виділень другої фази і відстань між ними зменшуються, якщо перетворення проходіт при низьких температурах або прискореному охолоджуванні ( мал. 3 ). Субструктура металу змінюється при фазових перетвореннях, а також при пластичній деформації і рекристалізації. Наприклад, після сильної деформації дислокації можуть утворити скупчення, що розділяють зерна на окремі фрагменти ( мал. 4 ).

  Окрім закономірностей утворення структури, М. вивчає умови і причини виникнення при кристалізації, пластичній деформації і рекристалізації текстури металів, яка обумовлює анізотропію властивостей полікристалічного матеріалу. (Історичну довідку див.(дивися) в ст. Металознавство . )

 

  Літ.: Бочвар А. А., Металознавство, 5 видавництво, М., 1956; Юм-Розері Ст, Рейнор Р. Ст, Структура металів і сплавів, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1959; Лабораторія металографії, 2 видавництва, М., 1965; Смолмен Р., Ашбі До., Сучасна металографія, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1970; Лівшиц Би. Р., Металографія, 2 видавництва, М., 1971.

  Ст Ю. Новіков.

Мал. 3. Мікроструктура сплаву заліза з хромом і нікелем, спостережувана за допомогою електронного мікроскопа. Крупні темні виділення утворилися при високій температурі. Дрібні виділення, що виникли при низькій температурі, не видно, але виявляються завдяки викликаним ними спотворенням грат (область спотворень має вигляд кавового зерна).

Мал. 4б. Мікроструктура сплаву на основі молібдену, спостережувана за допомогою електронного мікроскопа: сильно деформований сплав (видно фрагменти, розділені щільними скупченнями дислокацій).

Мал. 2. Мікроструктура алюмінію після рекристалізації, спостережувана за допомогою світлового мікроскопа в поляризованому світлі.

Мал. 1. Макроструктура литого сплаву на основі заліза. Зерна витягнуті у напрямі відведення тепла при твердінні.

Мал. 4а. Мікроструктура сплаву на основі молібдену, спостережувана за допомогою електронного мікроскопа: слабо деформований сплав (видно дислокації у вигляді темних переривистих ліній).