Материал: Качанов Н.Н. Рентгеноструктурный анализ (поликристаллов) практическое руководство

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

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

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/124922