Дефект металла
ДЕФЕКТ [defect] - 1. Отклонение от предусмотренных техническими условиями качества готового металлоизделия или полупродукта, частично или полностью нарушающий совокупность свойств изделия данного вида (химический состав, структура, сплошность и др.), которымирыми определяется его потребительская ценность. В зависимости от линейных размеров (/) различают три вида дефектов металла: макродефекты (/ > 50 мкм); микродефекты (/ = 10*50 мкм) и субмикродефекты (/ < 10 мкм). Макродефекты обнаруживают визуально (на поверхности деталей и полуфабрикатов), макрошлифах, химически обработанных поверхностях, на поверхности макроизломов. Микродефекты выявляются при изучении микрошлифов и микроизломов с помощью световых микроскопов. Субмикродефекты могут быть выявлены только при электронно-микроскопическом анализе.
По природе выделяют дефекты металла: поверхностные; несплошности разных формы и размеров; включения нежелательных фаз не допустимой формы и размеров; искажения геометрической формы; несоответствие техническим условиям среднего и локального химического состава по основным легирующим элементам и примесям.
По происхождению различают металлургические и неметаллургические дефекты. Металлургические дефекты подразд. на 4 вида: дефекты литейного происхождения (неслитины, горячие и холодные трещины, раковины, пористость, ликвация и т.п.); дефекты деформационного происхождения (трещины, пузыри, плены, расслоение, полосчатость и др.); дефекты порошковой и гранульной технологии (включения инородных металлов, неметаллические включения, порисостость, несплошности и др.) и дефекты термической обработки (нагрев, пережог, обезуглероживание, трещины, коробление и др.).
Неметаллургические дефекты образуются при изготовлении деталей и изделий из фасонных отливок и деформированных полуфабрикатов (дефекты сварки и пайки, механической обработки, термической обработки и т.д.).
2. Нарушение периодического расположения (чередования) частиц (атомов, ионов, молекул) в кристаллической решетке металла или сплава, изменяющее их физические и др. свойства:
внутренний дефект [internal defect] — залегающий на глубине > 1 мм от поверхности;
дефект кристаллической решетки [lattice defect] — нарушение закономерного периодического расположения материальных частиц (атомов, ионов, молекул) по узлам пространственной решетки кристалла. Дефекты кристаллической решетки подразделяют на точечные, линейные и поверхностные. Точечные дефекты имеют размеры по всем направлениям не больше нескольких атомов диаметром. К точечным дефектам относятся вакансии, междоузельные атомы, примесные атомы и их комплексы. Линейные дефекты имеют атомные размеры в двух измерениях, а в третьем они значительно большего размера, который может быть соизмерим с длиной кристалла. К линейным дефектам относятся дислокации, дисклинации, цепочки вакансий и междоузельных атомов. Поверхностные, в частном случае плоские, дефекты имеют атомные размеры только в одном измерении. К поверхностным дефектам относятся границы зерен, субзерен и двойников, дефекты упаковки, антифазные границы;
критический дефект [critical defect] — дефект (1.) такого размера, превышение которого при данном приложенном напряжении приводит к спонтанному разрушению изделия;
необратимый дефект термической обработки [nonrecoverabie heat treatment defect] — комплекс нежелательных структурных и фазовых изменений при термическом воздействии, которое невозможно устранить повторной термической обработкой (например, окисление или оплавление границ зерен в стали при пережоге);
обратимый дефект термической обработки [recoverable defect] - комплекс нежелательных структурных и фазовых изменений при термическом воздействии, которые могут быть устранены повторной термической обработкой (например, формирование крупного зерна и видманштеттовой структуры в стали при перегреве);
поверхностный дефект [surface defect] — 1. На поверхности изделия. 2. Дефект кристаллической решетки;
подповерхностный дефект [subsurface defect] - на глубине 0,5-1,0 мм от поверхности изделия;
дефект прокатки [rolling defect] - дефект (1.) поверхности или формы металла, образующаяся при прокатке;
радиационный дефект [radiation defect] — точечный дефект (2.) кристаллической решетки — результат ее облучения частицами высокой энергии;
дефект разливки [casting defect] — дефект (1.) металла, обусловленный нарушением технологии разливки;
дефект упаковки [stacking fault] — нарушение чередования плотноупакованных атомных слоев в кристаллической решетке. Например, чередование атомных слоев в плотной упаковке АВСАСАВС... свидетельст., что в ГЦК решетке (чередование слоев АВСАВС...) имеется прослойка с ГПУ решеткой (чередование слоев САСА). С дефектом упаковки связан избыток энергии, который в расчете на единицу площади дефекта упаковки называют энергией дефекта упаковки. По возрастанию энергии дефекта упаковки металлы располагаются в ряд: Ag, Аи, Си, Al, a-Fe, Mo. Очень низкая энергия дефекта упаковки у аустенита нержавеющей стали и у a-латуни. Границы дефекта упаковки внутри кристалла -так называемая частичная дислокация с малым вектором Бюргерса.
Две частичные дислокации с полосой дефекта упаковки между ними называют растянутой дислокацией. Чем ниже энергия дефекта упаковки, тем шире растянутая дислокация;
дефект формы [shape defect] — отклонение формы изделия от заданной технологическими условиями (например, кривизна, неплоскостность, серповидность и т.д.).
|