микронапряжениями, отношение та ю) стремится к нулю, т. е. рас
ширение линии (110) не связано с дисперсностью частиц.
Анализ угловой зависимости расширения за счет обоих факторов
и ошибок при определении дисперсности блоков приводит к выводу
отом, что чувствительность анализа и точность определения разме ров блоков выше при малых углах отражения, в то время как для микронапряжеций более выгодно определение по линиям, лежащим под большими углами. По этим соображениям на фиг. 59 и 80 при-
ведены только результаты расчета
fi(ire)
Фиг. 59. График для выделения части расширения линии (110) феррита на Fe-
излучении, обусловленной дисперсностью блоков.
для величин -к- - и - ” -.
Р110 Н22О
Рассмотрим пример приме нения изложенного метода. Ис
следовались образцы из стали
марки 20, подвергнутые закал
ке с 920е и отпуску при .200*
Истинная ширина |
линий |
(110) |
||||||
и (220) |
при съемке |
|
на |
|
Fe-из- |
|||
лучении |
|
составляла |
• |
соответ |
||||
ственно |
0 (110) |
= 4,0 |
10-3 ра |
|||||
диан, |
0 (220) = 20,0 |
• 10~3 ра |
||||||
диан. |
|
|
состоит |
из |
следую |
|||
Расчет |
||||||||
щих этапов. |
|
|
|
|
|
|||
1. |
Находим отношение |
= |
||||||
|
|
— |
п |
= 50 |
|
|
И11° |
|
|
|
40 |
|
|
|
|||
|
|
- |
о,и. |
|
|
|
||
2. |
|
Пользуясь графиком фиг. 59, по знач |
||
- |
0,48. |
Р110 |
|
|
|
|
|||
Р110 |
|
Вычисляем долю расширения линии (1 |
||
3. |
|
|||
блоков: |
тицо = 0,48-4,0 = 1,9-10-3 |
радиан. |
|
|
4. |
|
Пользуясь графиком на фиг. |
по з |
|
значение |
= 0,90. |
Рио |
|
|
|
|
|||
5. |
|
Р„о |
|
|
|
Вычисляем долю расширения линии (2 |
|||
жений: |
т?22о = 0,90 • 20,0 = 18,0 • 10~3 |
радиан. |
|
|
Другим методом разделения эффектов микронапряжений и дис персности блоков является съемка рентгенограмм с применением
двух |
излучений с |
различной длиной волны (Б. М. Ровинский). |
В |
этом случае |
проводится изучение линий, отраженных под |
одним и тем же углом или под близкими углами на длинноволновом и коротковолновом излучениях в интервале больших углов отра
жения. Можно показать, что при отношении расширений линий -|£- = 1 оно обусловлено микронапряжениями, а при отношении
132
-gi- , равном отношению длин волн применяемого излучения, —
Р^2
дисперсностью блоков. В промежуточных случаях производится разбивка результирующего расширения линии на части, соответ ствующие дисперсности блоков и микронапряжениям. При этом
размеры блоков вычисляют по |
линии, полученной на излучении |
с большой длиной волны, а |
вычисление микронапряжений — по |
линии, полученной под близким углом на рентгенограмме, снятой на коротковолновом излучении.
Обе линии при этом методе съемки соответствуют большим углам
отражения. Это обстоятельство приводит к повышению точности метода съемки на двух излучениях, так как ширина линии увели чивается с ростом угла отражения, и при постоянной для всех углов абсолютной погрешности в измерении ширины линии В относитель
ная погрешность измерения для больших углов отражения мини мальна .
Для исследования сталей и сплавов на железной основе и некото рых других материалов целесообразно пользоваться съемкой на Сг- и Mo-излучении с фокусировкой линий (211) Сг и (651) и (732) Мо. Эти линии имеют почти совпадающие углы (около ),*78 что значи
тельно упрощает расчет кривых интенсивности.
Точность расчета при съемке на двух излучениях по сравнению со съемкой на одном излучении линий с малым и большим углами •&
повышается также за счет большего интервала отношений |
7? |
> со" |
|
Рг |
бло |
ответствующих расширению линий только за счет дисперсности |
||
ков или только за счет микронапряжений. |
|
|
Действительно, отношение расширений линий Рио при |
съемке |
|
железа и сталей на Fe-излучении изменяется в интервале |
от |
3 до |
6, т. е. в 2 раза. В то же время при съемке линии (211) на Сг-излу- чении и (651) и (732) на Mo-излучении интервал изменения отноше
ния расширений линии от 1 до —— = 3,23, т. е. более, чем в 3 раза.
"'МО
Кроме того, при съемке на Mo-излучении линии Kai и Ка9 обычно
четко разделяются и отпадает необходимость введения поправки на немонохроматичность излучения. Для практического применения
метода съемки на двух излучениях следует построить график, ана логичный приведенному на фиг. 59. Для разделения влияния раз меров блоков и микронапряжений целесообразно пользоваться гра фиком фиг. 60 (Л. С. Мороз).
Из анализа ошибок при определении микронапряжений и разме ров блоков с помощью рассмотренных методов разделения эффектов следует, что точность измерения при различных отношениях ширины линии при съемке на одном (железном) излучении изменяется со гласно графику фиг. 61. Из схемы видно, что при малых отношениях Л-— ошибка определения размеров блоков незначительна, в то
Р110
время как ошибка определения микронапряжений очень велика;
11* |
163 |
при величине |
, |
приближающейся к |
6, отношение ошибок об- |
||
ратное. |
Р110 |
|
па Сг- и |
Мо-пзлученпи точность определения |
|
При съемке |
|||||
размера |
блоков |
уменьшается |
по мере |
приближения Раи Сг |
|
|
|
|
|
|
P»si Мо |
к единице, а точность определения мпкронапряжений уменьшается по мере приближения этого отношения к 3,23.
Следует отметить, что при съемке на ионизационной установке исследование линий (211) на Сг-пзлучении и (651) на Мо-пзлучепии
|
|
|
|
неприменимо, |
|
так |
|
как |
угол й для |
|||||||
|
|
|
|
этих линий |
78° находится |
вне ин |
||||||||||
|
|
|
|
тервала |
углов |
поворота |
|
счетчика |
||||||||
|
|
|
|
па |
гониометре. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
При определении размеров бло |
||||||||||||
|
|
|
|
ков и искажений II |
рода в аустените |
|||||||||||
|
|
|
|
удобно проводить съемку линий (111) |
||||||||||||
|
|
|
|
и (311) на Fe-излученип. |
При этом |
|||||||||||
|
|
|
|
определение размеров блоков про |
||||||||||||
|
|
|
|
водят |
полиции (111), а искажений — |
|||||||||||
|
|
|
|
по |
линии (311). |
График |
|
для |
раз |
|||||||
|
|
|
|
деления |
влияния |
|
обоих |
|
факторов |
|||||||
|
|
|
|
на расширение линии приведен на |
||||||||||||
|
|
|
|
фиг. 62 (В. А. |
Ланда): |
у — для |
||||||||||
|
|
|
|
уширения линии (111) за счет |
||||||||||||
|
|
|
|
дисперсности |
блоков; х — для уши |
|||||||||||
|
|
|
|
рения линии (311) |
|
за |
счет лекаже- |
|||||||||
|
|
|
|
** |
Т Г |
|
рода; |
yt = |
^^111 |
х |
- |
/loll |
. |
|
||
|
|
|
|
нии |
II |
|
|
|
|
|
||||||
Фиг. 60. График для разделения |
|
|
|
|
|
/уш |
|
/J’11 |
|
|
||||||
Определение |
|
|
|
|
блоков. |
|||||||||||
влияния размеров блоков и ми |
|
|
|
|
||||||||||||
кронапряжений при съемке рент |
Уменьшение |
|
размеров |
блоков |
в |
|||||||||||
генограмм сталей |
на Сг- |
и Мо- |
исследуемом |
|
материале |
приводит |
||||||||||
|
излучепии. |
|
к увеличению |
ширины |
линии |
на |
||||||||||
линии |
можно |
определить |
рентгенограммах. |
Из |
расширения |
|||||||||||
размеры |
|
блоков |
по |
формуле |
Селя |
|||||||||||
кова: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D = - К1 |
|
’ |
|
|
|
|
|
|
|
(89) |
|||
|
|
|
|
Р • cos fl- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где р — истинная ширина линии |
на |
рентгенограмме |
исследуемого |
|||||||||||||
А, |
образца; |
применяемого |
излучения; |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
— длина |
волны |
|
|
равна |
еди |
|||||||||||
К — постоянная, |
величина которой приближенно |
|||||||||||||||
нице и зависит от ряда факторов, в том числе от формы ча стиц и индексов отражения для исследуемой атомной пло скости. В табл. 42 приведены значения постоянной К для кристаллов различной формы и разных индексов отражения для случая кубической кристаллической решетки.
Прежде чем рассматривать практическое применение методов определения размеров кристаллов по расширению линий на рентге-
164
|
|
|
|
|
Таблица 42 |
||
Индексы |
Куб |
Тетраэдр |
Октаэдр |
Сфера |
|||
отражения |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
(100) |
1,0000 |
1,3867 |
1 |
1006 |
1,0747 |
||
(НО) |
1.0607 |
0,9806 |
1,0376 |
1,0747 |
|||
(111) |
1,1547 |
1,2009 |
1,1438 |
1,0747 |
|||
(210) |
1,0733 |
1,2403 |
1,1075 |
1,0747 |
|||
(211) |
1,1527 |
1,1323 |
1,1061 |
1,0747 |
|||
(221) |
1,1429 |
1,1556 |
1,1185 |
1 |
0747 |
||
(ЗЮ) |
1,0672 |
1,3156 |
1,1138 |
1,0747 |
|||
нограммах, следует уточнить, что в этом случае понимается по^_раз^_ мерой кристаллов.-
При исследовании порошков с частицами коллоидальных раз меров (10~6—10“7 см) по расширению линий определяется непосред
|
|
|
|
|
|
|
fi(m) |
|
Фиг. |
61. |
Изменение |
ошибки в определе |
Фиг. 62. График для раз |
||||
нии размеров блоков |
и микронапряжений |
деления |
влияния размеров |
|||||
в сталях |
при |
различных |
соотношениях |
блоков |
и искажений II ро |
|||
|
между |
расширениями |
линий. |
да на |
расширение |
линий |
||
|
|
|
|
|
|
(111) и (311) аустенита. |
||
ственно |
разм£1ьдас.тиц. В случае сплошных образцов или |
порошков |
||||||
сболее массивными частицами картина усложняется. В этом случае,
вкачестве отдельной отражающей частицы служит не~зерно, а неко
торая часть зерна, называемая обычно блоком когерентного рассея
ния. Блоки внутри зерна повернуты па очень малый угол друг от носительно друга, поэтому, как правило, не выявляются при обыч ных металлографических методах исследования. В зависимости от вида обработки и природы металла металлографическое зерно может
состоять из одного, двух или большего числа блоков когерентного рассеяния. По изложенным соображениям далее, при описании рентгеновского анализа расширения липли, будет применяться тер мин «размер блоков когерентного рассеяния», а не «размер кристал лов».
165