Структура и свойства покрытия из нержавеющей стали, напыленной на Сталь 3 и оплавленной электронным пучком
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
?орфологии поверхности и исследование внутренней структуры при рассмотрении косых шлифов [24].
Морфологию образца исследовали на растровом электронном микроскопе РЭМ-102Э при увеличении от 19 до 570.
2.1.3 Масс-спектрометрия вторичных ионов
В процессе распыления поверхностные слои разрушаются, и потому измерение относительного содержимого продуктов распыления представляет собой прямой метод определения состава разрушенного слоя. Распыленные частички выпускаются в виде нейтральных атомов, которые находятся в разных возбужденных состояниях, в виде положительных и отрицательных ионов, заряженных единовременно или многократно, и в виде кластеров. Отношение количества ионов к количеству нейтральных частичек может изменяться для того же самого образца на несколько порядков, в зависимости от состояния поверхности. Анализ продуктов распыления является наилучшим способом исследования поверхности. Он используется при измерении маленьких концентраций атомов в твердых телах.
Наиболее широко распыление применяется с целью дальнейшей регистрации и анализа ионизированных продуктов распыления - вторичных ионов [21]. Это дало название метода - масс-спектрометрия вторичных ионов (ВИМС). Все приборы ВИМС разрешают выполнять поверхностный и объемный анализ концентрации элементов. При одном из режимов работы пучок ионов перемещается по поверхности образца, на которой он создает кратер. Чтобы не регистрировались ионы от стенок кратера, система детектирования поставляется электронными воротами, которые пропускают сигналы от ионов из центральной части кратера [16].
Спектры вторичных ионов имеют сложную структуру, так как создаются не только единовременно или многократно заряженными ионами атомов, но и всеми другими ионизированными кластерами. Однако в большинстве случаев преобладает выход единовременно ионизированных атомов [25].
2.1.4 Микротвердометр ПТМ-3
Измерение твердости вследствие скорости и простоты осуществления, а также возможности без разрушения изделия строить заключения об его свойствах, получило широкое применение для контроля качества металлов в металлических изделиях и деталях. Ее исследованием занимались авторы многих работ [16, 25].
Исследование твердости обусловлено такими преимуществами ее измерения:
. Между твердостью пластических металлов, которая определяется способом вдавливания, и другими механическими свойствами (главным образом временным сопротивлением), существует количественная зависимость. Размер твердости характеризует временное сопротивление металлов, которые получают во время испытаний на растягивание сосредоточенную пластическую деформацию (шейку). Это связано с тем, что при испытаниях на растягивание наибольшей погрузке, которое передует разрушению, и отнесение к его начальной площади (временное сопротивление), отвечает сосредоточенная пластическая деформация (образование шейки), а не разрушение образца. Такая пластическая деформация аналогичная деформации, которая создается в поверхностных пластах металла при измерении твердости вдавливанием наконечника. По величинам твердости можно определять некоторые пластические свойства материалов. Твердость, определенная вдавливанием, характеризует также границу выносливости металлов [16].
. Измерение твердости по технике выполнения провести значительно более просто, чем определение прочности, пластичности и вязкости. Испытание твердости не требует изготовления специальных образцов и выполняется непосредственно на деталях, которые проверяются, после зачистки на поверхности равной горизонтальной площади, а иногда даже и без такой подготовки. Измерение твердости выполняется быстро, например, при вдавливании конуса за (30-60) с, а при вдавливании шарика за (1-3) мин.
. Измерение твердости обычно не тянет за собою разрушение исследуемой детали, и после измерения ее можно использовать по своему назначению, в то время как для определения прочности, пластичности и вязкости необходимо изготовления специальных образцов из детали.
. Твердость можно измерять на деталях небольшой толщины, а также в очень тонких пластах, толщина которых не превышает (для некоторых способов измерения твердости) десятых частей миллиметра, или в микрообъемах металла [26].
Тест на микротвердость очень часто используют на практике. Его применяют для измерения твердости тонких пленок, покрытий. Пирамидка индентора с хорошо известной геометрией перемещается по исследуемой области материала с помощью положенной нормальной возрастающей нагрузки. При достижении максимальной величины нормальная нагрузка уменьшается к частичной или полной релаксации. Эта процедура выполняется повторно; на этой стадии эксперимента положение индентора связано с поверхностью образца и тщательно фиксируется. Для такого нагруженного-ненагруженного цикла величине положенной нагрузки относится в соответствие положения индентора. Результирующая кривая нагрузки-положения представляет собой данные, какие характерны для исследуемого материала.
Измерение микротвердости образца Сталь 3 с напыленной нержавеющей сталью выполняли с помощью метода Кнупа, что дает возможность измерять твердость тонких поверхностных слоев. В качестве индентора использовали четырехгранную алмазную пирамидку с ромбическим основанием и углами между ребрами 130 и 17230. Расчет микротвердости по Кнупу ведется относительно нагрузки к площади проекции отпечатка, определяемого п?/p>