Использование современных аналитических средств для контроля структурных изменений

Благодаря развитию информационных технологий и средств вычислительной техники, разработке новых методов исследования и совершенствованию физико-аналитического оборудования, применение современных средств контроля структурных изменений дает неоценимую и объективную информацию о поведении материалов в разных условиях воздействия, в том числе и при активной пластической деформации [6,7].

Для решения задач структурного анализа традиционно востребованы методы световой и электронной микроскопии (рис.16,17).

Просвечивающие электронные микроскопы (ПЭМ) и электронные растровые микроскопы (РЭМ), оснащенные средствами компьютерной визуализации и документирования изображений, позволяют собирать и систематизировать объективные данные о процессах на макро-, мезо- и микромасштабных структурных уровнях. Возможность получения надежной информации о строении сталей и сплавов многократно возросла благодаря разработке методики регистрации дифрагированных обратных электронов (ДОЭ), которые содержат информацию о разориентации субзеренных объектов деформационной природы. Техника регистрации картин ДОЭ находит все большее применение в исследованиях структур металлических материалов после различных технологических способов деформирования.

Методы рентгеноструктурного анализа позволяют собирать данные о кристаллографических и текстурных характеристиках, плотности и характере распределения дислокаций в деформированных сталях и сплавах (рис.18,19), дополняя результаты электронно-микроскопических исследований.

Наряду с использованием методов электронной микроскопии рентгеноструктурного анализа не снижается значимость возможностей световой металлографии.

Учитывая сложность и многосвязность процессов, происходящих в структуре металлов в условиях горячей пластической деформации, становится очевидным следующее.

1. Для проверки результатов моделирования технологических операций необходимы структурные исследования с применением высокочувствительных зондовых средств анализа.

2. В производстве новых и перспективных сталей и сплавов с вариацией режимов термопластической обработки совершенствование технологии невозможно без применения современной научной методологии, основанной на фундаментальных знаниях физики, химии, материаловедения, математики и других дисциплин.

а)	б)
в)
Рис.16 Примеры использования современной аналитической техники: а) ПЭМ высокого разрешения «Tecnai G230F S-TWIN STEM», б) РЭМ «FEIQuanta 3DFEG» с приставкой регистрации дифрагированных электронов (ДОЭ), в) схема дифракции обратно рассеянных электронов (ДОЭ),

3. При термодеформационном воздействии адекватная реакция материала определяется кинетикой структурных изменений, которые происходят в термодинамически неравновесных условиях и реализуется в форме последовательных структурно-фазовых переходов с чередованием процессов аккумуляции и диссипации вводимой механической энергии.

Рис.17В лучах ДОЭ изображения структур недеформированного металла (слева) и после горячей формовки (справа).

Рис.18 Схема дифракции рентгеновских лучей и ее практическая реализация в методе поликристалла (порошка).

Комплексное применение методов аналитической техники позволяет выработать рекомендации по улучшению действующих режимов обработки сталей и сплавов и разработке новых технологий с горячей пластической деформацией.

Рис. 19 Схема кристалл геометрической аттестации структур прокатки методом рентгеноструктурного анализа