Исследование рекристаллизации молибдена
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
? х20). Необходимо отметить, что указанное общее увеличение является произведением увеличения микроскопа, камеры и компьютера. Точное значение увеличения определяли по изображениям объекта-микрометра, полученным при прочих равных условиях.
Измерение размера зерна проводили по методу определения средней длины произвольно пересекающего зерно отрезка.
На полученных металлографических изображениях количество зерен на секущей составляло 30 - 50. Относительная погрешность определения среднего размера зерна, рассчитанная по формуле (8), приведена в таблице 3.2, а пример выполнения расчета - на рис.3.2.
Таблица 3.2.
Некоторые значения погрешностей ? для небольшого числа пересечений
Число зерен n??В 0,49/30=0,0160,12120,49/40=0,012250,11110,49/50=0,00980,09810%
Рис.3.2 Пример расчета средней длины пересекающего отрезка
На примере расчета (рис.3.2) n = 17,следовательно, ? = 17%.
3.4 Экспериментальные исследования рекристаллизации молибдена
Микроструктура исходных и отожженных в вакууме образцов молибдена МЧ приведена на рис.3.3, а МЧВП - на рис.3.4. Необходимо отметить, вычисления среднего размера зерна проводили для каждого вида образцов не менее, чем по 10 секущим, что позволило несколько уменьшить влияние относительно малого количества зерен на секущей. Полученные усредненные результаты приведены в таблице 3.3 и на рисунке 3.5.
1
2
3
4
30 мкм
Рис.3.3 Микроструктура молибдена МЧ: исходная (1) и после отжига при 1400 (2), 1600 (3), 1800 (4) оС, 5 часов
1
2
4
30 мкм
Рис.3.4 Микроструктура молибдена МЧВП: исходная (1) и после отжига при 1400 (2), 1600 (3), 1800 (4) оС, 5 часов
Таблица 3.3.
CРЕДНИЙ РАЗМЕР ЗЕРНА ОБРАЗЦОВ Мо ПОСЛЕ ОТЖИГА В ТЕЧЕНИЕ 5 ЧАСОВ ПРИ РАЗНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ
Т, оСИсход. 140016001800МЧ31,536,338,544,5МЧВП8,221,534,843,7
Проведенные измерения показали, что спеченный молибден марки МЧ обладает устойчивой величиной зерна при нагреве по крайней мере до 1400С; лишь при 1800С наблюдается заметный рост зерен. Для образцов такого молибдена наблюдается рост среднего размера зерна от 31,5 мкм в исходных до 44,5 мкм после отжига при 1800 оС. Для молибдена МЧВП исходный размер зерна существенно меньше - 8,2 мкм, при отжиге он заметно увеличивается до 43,7 мкм (после отжига при 1800 оС) и практически сравнивается с показателями молибдена МЧ. При всех трех температурах в плавленом молибдене имеет место нормальный рост зерна.
Рис.3.5 Динамика рекристаллизации с увеличением температуры отжига.
Необходимо отметить, что полученные результаты для молибдена МЧВП хорошо согласуются с известными данными, где исходные размеры зерен (2000 зерен в 1 мм2) аналогичны нашим.
На основе данных металлографии и стереологического анализа можно утверждать, что отжиг при относительно невысоких температурах активирует собирательную рекристаллизацию, которая заключается в росте одних рекристаллизованных зерен за счет других путем миграции высокоугловых границ. Средний размер зерна при этом увеличивается, но существенной разнозернистости не наблюдается.
После отжига при температуре 1800 оС структура молибдена несколько меняется. На фоне близких по размеру зерен образуется очень грубая структура с зернами неправильной формы. Такой характер роста зерен типичен для вторичной рекристаллизации.
4. Основные результаты и выводы
Итак, при выполнении работы:
теоретически изучены особенности рекристаллизации металлов, в частности - молибдена;
освоена методика высокотемпературной вакуумной обработки металлов в установке СШВЭ;
освоена методика определения среднего размера зерна по изображению шлифа;
определены средние размеры зерен молибдена марок МЧ и МЧВП в исходном состоянии и после вакуумного отжига.
Выводы
1.Высокотемпературный вакуумный отжиг молибдена приводит к росту зерна, вызванному в основном собирательной рекристаллизацией.
2.Повышение температуры отжига до 1800 оС не только интенсифицирует собирательную рекристаллизации, но и вызывает вторичную рекристаллизацию.
.Рекристаллизация в молибдене марки МЧВП протекает быстрее, чем в молибдене МЧ, что подтверждается снимками структуры.
.Полученные данные для молибдена МЧВП хорошо согласуются с известными данными для литого молибдена, а для молибдена МЧ - со спеченным порошком.
5. Литература
1.Фигуровский Н.А. Открытие элементов и происхождение их названий. - М., Наука, 1970.
2.Е.П. Нечипоренко, А.П. Петриченко, Ю.Б. Павленко. Защита металлов от коррозии. - Харьков: Вища школа, 1985. - 112 с.
3.С.В. Литовченко. Исследование структуры силицидных покрытий на молибдене. - Вісник ХДУ. № 1301, серія фізична Ядра, частинки, поля, Харків, 1998, с.222-224.
4.Физическое металловедение. В 3 томах / Под ред.Р. Кана и П. Хаазена. - М.: Металлургия, 1987.
5.Физика твердого тела. Энциклопедический словарь / Гл. ред.В.Г. Барьяхтар - Киев: Наук. думка. Т.1. - 1996, Т.2. - 1998.
.Б.А. Колачев, В.А. Ливанов, В.И. Елагин. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов // М.: Металлургия, 1988. - 294 с.
7.Молибден / Под ред. А. Натансона // М.: Иностр. лит., 1959. - С.74
8.Petch N. J., J. Iron Steel Inst. (London), 174, 25 (1953)
9.Металловедение и термическая обработка стали. Справочник в 3 томах. / Под ред.М. Бернштейна и А. Рахштадта - Том 1. Методы испытаний и исследования. В двух книгах. - М.: Металлургия, 1991.
.Приборы и методы физического металловедения.