الجلوبيولين والتشعبات في الكروم. أصل ونمو البلورات. انظر ما هو "Dendrite" في القواميس الأخرى
في المعادن النقية وسبائك سهل الانصهار ، وكذلك في السبائك التي لها تركيبة مقابلة لمركب كيميائي ، عند التبريد البطيء ، يحدث التبلور عند درجة حرارة ثابتة معينة. تتبلور السبائك المتبقية ، كما هو موضح أعلاه ، في نطاق درجة حرارة معينة يحددها مخطط الحالة (الشكل 2.2).
الشكل 2.3- أشكال النمو البلوري: أ - متدرج ، ب - خلوي ، ج - شكل شجيري للنمو البلوري
الوحدة الأساسية لبنية التبلور الأولي للمعدن هي الحبوب ، وتتميز بنظام واحد لتوجيه ذرات الشبكة البلورية وحدود معينة تفصلها عن الحبوب المجاورة.
يعتمد شكل البلورات التي تنمو في الذوبان على التبريد الفائق للسائل ، واتجاه إزالة الحرارة ، ومحتوى الشوائب في الفولاذ ، وغيرها من العوامل.
في معدلات التبريد المنخفضة ، يتضح أن سطح حدود التصلب يكون أملسًا بخطوات صغيرة ؛ في الخطوات المتوسطة ، يتطور الهيكل الخلوي ؛ بمعدلات عالية ، شجيري (الشكل 2.3). تتأثر ظروف الانتقال من هيكل إلى آخر بتدرج درجة الحرارة في مرحلة الذوبان والصلب. كلما زاد معدل التبلور وانخفض تدرج درجة الحرارة في الذوبان ، زاد احتمال تكوين بنية شجيرية.
في سبائك الصلب ، يتم تشكيل هيكل شجيري وخلوي.
تم اكتشاف التركيب الشجيري للبلورات في سبيكة بواسطة د. تشيرنوف في عام 1868. بالمقارنة مع جبهة التصلب المسطحة ، فإن التبلور الشجيري هو عملية معقدة للغاية مرتبطة بالشكل الهندسي للتشعبات ، وانتشار الشوائب ، وإمكانية حركة الطور السائل في الفضاء بين الشقوق ، وتشكيل مراحل غير معدنية جديدة (شوائب غير معدنية) وعدد من الظواهر الأخرى. يؤثر الهيكل الشجيري على حجم الحبيبات والخصائص الميكانيكية للفولاذ المصبوب والمطاوع. يوضح الشكل 2.4 صورًا للتشعبات في سبيكة فولاذية كبيرة ، تم الكشف عنها بعد الحفر العميق للمعدن. يمكن ملاحظة أن المحور الرئيسي من الرتبة الأولى والمحاور المتقاطعة من الدرجة الثانية ، وأحيانًا حتى المرتبة الثالثة ، تتميز في هيكل التغصنات.
الشكل 2.4
يتميز نمو التغصنات المتكونة على سطح بارد وبارز في الذوبان بمعدلات نمو مختلفة للطائرات البلورية الفردية. تشكل الأسطح سريعة النمو نتوءًا بارزًا في المادة المنصهرة المتبقية. تؤدي حرارة تبلور البلورة النامية المنبعثة في الذوبان فائق التبريد إلى تفاقم ظروف نمو البلورات المجاورة الأخرى.
في البداية ، تكون التشعبات صغيرة جدًا ، حتى لو كان التصلب بطيئًا نسبيًا. ثم ، عندما تتباطأ عملية التصلب ، تستمر الفروع المنفصلة فقط في النمو ، وتتزامن محاورها مع اتجاه تدفق الحرارة (الشكل 2.5). يتم إذابة الفروع الأخرى جزئيًا بطريقة تزيد من طول التشعبات بشكل كبير أثناء تصلبها. يتم تحديد الطول النهائي للتشعبات من خلال عملية توسيعها ويمكن أن يتراوح من عدة مليمترات إلى عشرات السنتيمترات.
الشكل 2.5
تستند النظريات الحديثة على نمو خلع البلورات. تظهر خطوة على السطح البلوري عند تقاطع خلع البرغي ، والتي ، بالمقارنة مع المستوى المملوء ، توجد ظروف أكثر ملاءمة لتشكيل نواة ثنائية الأبعاد ، وهو ما يؤكده وجود دوامة نمو على سطح الكريستال. يرجع تقريب خط الخلع إلى معدل نمو ثابت في موقع خط الخلع وانخفاض معدل النمو مع المسافة منه.
مع زيادة معدل التبريد ، تصبح أشكال البلورات المختلفة أكثر تعقيدًا من أي وقت مضى. لمعدلات التبريد المنخفضة ، تتميز الأشكال الكروية أو المستديرة. مع زيادة معدل التبريد ، تصبح أشكال البلورات غير منتظمة ، وتصبح عملية نموها غير مستقرة. مع زيادة تسارع التبريد ، تظهر الأشكال التغصنية وتصبح أكثر تميزًا ، وتصبح محاور التشعبات أكثر نحافة وتقل المسافات بينها. أخيرًا ، عند أعلى معدلات التبريد ، تتوقف المحاور من الدرجة الثانية والثالثة عن التكون وتظهر أشكال على شكل إبرة. تظهر ملاحظات معدل نمو التشعبات أن محاورها تنمو بسرعة طولية سائدة. علاوة على ذلك ، فإن معدل نمو محاور الترتيب الأول أكبر من الثاني ، والثاني - أكثر من الثالث.
يظهر المخطط العام للمناطق والمناطق في سبيكة التصلب في الشكل 2.6. يفترض هذا المخطط التبلور المتسلسل للمعدن في ظل ظروف إزالة الحرارة الاتجاهية.
الشكل 2.6
في اللحظة الأولى أثناء صب الفولاذ ، عندما يكون المعدن السائل على اتصال مباشر بالجدار البارد للقالب ، يتم تبريد الطبقة الرقيقة من المعدن الملامسة لجدار القالب بسرعة فائقة إلى درجة حرارة أقل من نقطة السائل. يؤدي هذا إلى تكوين عدد كبير من النوى البلورية ونموها السريع ، والتي تتشكل على جزيئات صلبة مختلفة ، والتي توجد بكميات كافية في الفولاذ السائل وتعمل كمحفزات نواة. يتم تحديد عرض المنطقة القشرية بطول منطقة التبريد الفائق ويمكن أن يكون في حدود 5-10 مم.
يتناقص التبريد الحراري الفائق الذي حدث في البداية مع نمو البلورات في المنطقة القشرية. عندما يصبح التبريد الفائق أقل من ذلك الذي لم يعد يتجلى فيه عمل المحفزات ، يمكن أن تنمو البلورات الموجودة فقط. في هذه الحالة ، يتم إنشاء ظروف النمو الأكثر ملاءمة فقط للبلورات الفردية ، حيث تتوافق الاتجاهات الرئيسية للنمو مع اتجاه إزالة الحرارة ، مما يؤدي إلى ظهور منطقة عمودية تتشكل في ظل ظروف التبلور المتتالي.
في هذه الحالة ، تكون جبهة التصلب عبارة عن منطقة صلبة سائلة ثنائية الطور (تشعبات بارزة مع سائل مغلق بين محاورها) ، ويتم تحديد عرض المنطقة ثنائية الطور من خلال نطاق درجة حرارة التبلور (توزيع المادة الصلبة تعتمد المرحلة فيه على معدل تبلور السبيكة). إذا حدث التنوي غير المتجانس بشكل ضعيف ، وكان كسر التشعبات ضئيلًا ، والذي يحدث مع الحمل الحراري الضعيف وتدرج درجة حرارة عالية ، يتم الحصول على نمو موجه للتشعبات العمودية.
يصاحب نمو البلورات في المنطقة العمودية أيضًا إزالة التبريد الفائق الحراري من خلال حرارة التبلور المنبعثة وزيادة تركيز الشوائب القابلة للذوبان منخفضة الذوبان قبل جبهة التبلور ، مما يؤدي إلى ظهور التبريد الفائق التركيز. يضمن الأخير نموًا إضافيًا للبلورات العمودية ، حيث يشير شكلها الممدود إلى غياب الظروف في هذه المرحلة لتشكيل مراكز تنوي جديدة. مع تطور العملية ، يتناقص تدرج درجة الحرارة في مقدمة التبلور ، وتزداد درجة التبريد الفائق التركيز. نتيجة لذلك ، يتم خلق ظروف مواتية للتنوى غير المتجانس لنواة جديدة في حجم الذوبان ، متبوعًا بنمو بلورات "قابلة للحياة" (بحجم أكبر قليلاً من الحرجة) بسبب إطلاق الحرارة الكامنة من التبلور للذوبان فائق التبريد. من هذه اللحظة ، يبدأ التبلور بالجملة قبل مقدمة التبلور ، مكونًا منطقة صلبة سائلة ثانية ثنائية الطور (بلورات معلقة في الذوبان).
بالإضافة إلى ذلك ، في هذه المرحلة ، يمكن ملاحظة الانكسار الميكانيكي للفروع التغصنية ، بسبب حركة التدفقات الحملية للفولاذ السائل وانصهار بعض فروع الإطار الشجيري. في هذه الحالة ، تشكل الجزيئات المنفصلة للتشعبات منطقة سائلة صلبة وتعمل كنواة تبلور مستقلة.
وبالتالي ، فإن تصلب السبيكة عبارة عن مجموعة معقدة من العمليات الفيزيائية والكيميائية والفيزيائية الحرارية ، والتي تعد دراستها شرطًا أساسيًا ضروريًا لتطوير الأنظمة التكنولوجية المثلى لإنتاج السبائك التي توفر إنتاجية عالية من المعدن القابل للاستخدام والجودة التي تلبي متطلبات متطلبات المعايير الحديثة.
تؤدي الأنسجة العصبية ، التي تتكون من الخلايا العصبية والدقيقة العصبية ، مجموعة معقدة من الوظائف الأكثر تعقيدًا والمسؤولة: تنشأ فيها نبضات كهربائية ضعيفة ، والتي تنتقل بعد ذلك إلى عضلات وأعضاء البشر أو الفقاريات. خلايا هذا النسيج لها هيكل خاص. يوفر كلا من حدوث عمليات الإثارة والتثبيط ، وتنفيذها. يوجد تعريف في علم الأعصاب: التشعبات هي عمليات لخلية عصبية تدرك المعلومات وتنقلها إلى جسم الخلية العصبية. في هذه الورقة ، سوف نتعرف على الأفكار الحديثة حول آليات الانتقال في الأجزاء الرئيسية من الجهاز العصبي: الدماغ والحبل الشوكي ، وكذلك دراسة بنية التغصنات كأحد مكونات الخلايا العصبية.
للقيام بذلك ، دعونا نفكر بمزيد من التفصيل في ميزات بنية الخلايا العصبية ، وهي الوحدة الأولية للنسيج العصبي.
كيف يرتبط هيكل الخلية العصبية بوظائفها
لقد أكدوا حقيقة التخصص العالي والترتيب المعقد لنظام بيولوجي مفتوح يسمى الخلية العصبية. يحتوي على جسم (سوما) ، فرع واحد طويل - محور عصبي والعديد من العمليات القصيرة. كل واحد منهم متصل بالسيتوبلازم في جسم العصبون. هذا هو التغصن. يشبه هيكل ومظهر مجموعة العمليات القصيرة تاج الشجرة. من خلالهم ، تأتي الإمكانات الكهروضوئية من الخلايا العصبية الأخرى إلى جسم الخلايا العصبية من خلال المشابك.
علم الصرف وأنواعه
وفقًا للدراسات النسيجية الحديثة ، فإن التشعبات هي النهايات المتفرعة للخلية العصبية ، ليس فقط تلقي ، ولكن أيضًا نقل المعلومات المشفرة في شكل نبضات كهربائية من خلال نظام متعدد القنوات من الخلايا العصبية المترابطة تشريحياً ووظيفياً. تحتوي على عدد كبير من عضيات تصنيع البروتين - الريبوسومات. بعض أنواع العمليات القصيرة ، على سبيل المثال ، في الخلايا العصبية الهرمية ، مغطاة بهياكل خاصة - أشواك.
وفقًا للتصنيف الذي اقترحه عالم الأعصاب الإسباني S. Ramon y Cajal ، يمكن أن يمتد اثنان من التشعبات من جسم الخلية العصبية في اتجاهين متعاكسين (الخلايا العصبية ثنائية القطب). إذا كان هناك العديد من التشعبات ، فإنها تتباعد شعاعيًا عن سوما. هذا الهيكل هو نموذجي ل interneurons. في خلايا بركنجي المخيخية ، تنبثق العمليات من جسم الخلية العصبية على شكل مروحة. يختلف كل التغصن ، الذي يكون هيكله ثلاثي الأبعاد ، عن الفروع المجاورة حسب حجم الشحنات الكهربائية المتراكمة عليه.
ما يؤثر على تفرع العمليات العصبية
جسد الخلية العصبية هو كائن بيولوجي عالمي يحول ويتلقى في نفس الوقت. يتناسب الحجم (بشكل أساسي من المعلومات الواردة) بشكل مباشر مع عدد النبضات العصبية الواردة. يتم تحديدها من خلال درجة تفرع الشجرة المتفرعة. لذلك ، التشعبات هي هياكل الخلايا العصبية التي تلعب وظيفة تكاملية.
علاوة على ذلك ، توسع العمليات منطقة التلامس بين الخلايا العصبية. يؤدي تكوين نقاط الاشتباك العصبي الإضافي أحيانًا إلى زيادة كفاءة جميع الأقسام ، سواءً في الدماغ أو النخاع الشوكي أو الجهاز العصبي ككل.
هيكل التغصنات
بناءً على دراسة المستحضرات المجهرية للخلايا العصبية ، وجد أن معظم العمليات لها شكل أسطواني. يبلغ متوسط قطرها 0.9 ميكرومتر. طول التشعبات يختلف اختلافا كبيرا. على سبيل المثال ، الخلايا العصبية النجمية للمادة الرمادية للقشرة الدماغية لها فروع قصيرة (لا تزيد عن 200 ميكرومتر) من الشجرة المتغصنة ، في حين أن عمليات الخلايا العصبية الحركية التي تدخل القرون الأمامية للحبل الشوكي تبلغ حوالي 2 مم.
تؤدي التكوينات الخاصة - العمود الفقري ، المتكون على فروع الخلايا العصبية ، إلى ظهور عدد كبير من المشابك - أماكن تماس تشبه الشق مع محور عصبي أو تغصن أو سوما من خلية عصبية أخرى. يمكن وضع المشابك على جسم التغصنات وتسمى الجذعية أو على أشواكها مباشرة. كما نعلم بالفعل ، التشعبات هي عمليات متفرعة من الخلايا العصبية القادرة على تلقي الإثارة. يحدث نقل القدرات الحيوية فيها بمساعدة جزيئات المركبات الكيميائية - الوسطاء ، على سبيل المثال ، GABA أو أستيل كولين. في الغشاء الذي يغطي التغصن ، تم العثور على قنوات أيونية تسمح بشكل انتقائي لكاتيونات الكالسيوم والصوديوم والبوتاسيوم بالمرور ، والتي تشارك في مرور النبضات العصبية عبر الخلايا العصبية.
كيف تدخل المعلومات إلى الخلية العصبية
في عملية نقل الشحنات الكهربائية ، التي تكمن وراء الإثارة والتثبيط ، إلى جانب المحور العصبي ، تشارك التشعبات أيضًا. هذه هي التي تشكل نقاط الاشتباك العصبي مع فروع الشجرة التغصنية للخلايا العصبية الأخرى. ثبت تجريبيا أن التشعبات هي نتوءات من السيتوبلازم الخلوي المغطاة بغشاء. يولد نبضات كهربائية ضعيفة - إمكانات الفعل.
بفضل نظام العمليات القصيرة ، تستقبل خلية عصبية واحدة وتنقل عدة آلاف من هذه النبضات الناتجة عن المشابك. هذه ليست الوظيفة الوحيدة للتشعبات. كما أنها تعالج وتجمع المعلومات الواردة إلى الخلايا العصبية ، مما يضمن التنظيم والتحكم الذي يمارسه الجهاز العصبي على جميع أعضاء وأنسجة جسم الإنسان.
تبحث هذه المقالة في العيوب الخفية للسطح الأصلي للمعادن وتأثير الطرق المختلفة لإعداد السطح على جودة طلاء الكروم.
تم إجراء الدراسات الموضحة أدناه بواسطة المؤلف في التسعينيات وهي تطور للاكتشافات التي قام بها العلماء الأمريكيون (لترجمة المقالة من مجلة Plating and Surface Finishing ، راجع البوابة www.galvanicworld.com في " المقالات ").
قد تظهر عيوب خفية في السطح الأصلي ، غير محسوسة أثناء الفحص البصري ، أثناء طلاء الكروم المرآة اللاحق. في هذه الحالة ، يتم تقديم صور من فيديو قضبان امتصاص الصدمات المطلية بالكروم من AvtoVAZ. جميع القضبان لها سطح لامع موحد بدون عيوب ظاهرة. بعد طلاء المرآة بالكروم ، ظهر الهيكل الفعلي لسطح القضيب.
هذه الظاهرة لها عدة تفسيرات. أولاً ، أثناء تصلب سطح HDTV ، تستمر العملية على طول اللولب ، أي تتناوب الطبقات الصلبة وغير الصلبة على السطح.
في هذه الحالة ، يتم ترسيب الكروم الأكثر إشراقًا وصلابة على السطح المتصلب. انظر الشكل. واحد.
ثانيًا ، أثناء الطحن اللاحق لسطح HDTV المتصلب ، ستكون جودته في كل منطقة مختلفة. في المنطقة المتصلبة ، تكون نظافة السطح أعلى ، وفي المنطقة غير المتصلبة ، والتي تحتوي على صلابة أقل ، إذا تم انتهاك تقنية الطحن ، فمن الممكن حدوث عيوب: حروق ، شوائب من منتجات الطحن ، إلخ. كقاعدة عامة ، تتشكل المسام في مثل هذه المناطق المعيبة أثناء الطلاء بالكروم. انظر الشكل. 2.
يمكن أن يكون انتهاك تقنية الطحن عبارة عن عجلة طحن سيئة التجهيز ، والتي تخلق على السطح المشكل علامات حلقية واضحة مع عيوب نقطية. انظر الشكل. 3.
من الممكن أيضًا إعداد السطح السيئ في حالة نفاذ القضيب أثناء الطحن ، عند حدوث سطح غير مستوٍ على طول القطر. على الجانب الذي حدثت فيه معالجة مكثفة ، تتشكل الشقوق على السطح ، ومن الممكن حدوث تصلب جزئي للعمل على السطح ، وحروق موضعية ، وشوائب من منتجات الطحن وغيرها من العيوب. انظر الشكل. 4.
عند طحن القضيب في المراكز ، لوحظ أيضًا اختلافات في بنية السطح ، سواء في الجزء الأوسط أو على طول حواف الجزء. انظر الشكل. 5.
قد يكون لعيوب السطح الأخرى طبيعة منشأ مختلفة: تشققات تصلب ، ومسامية المعدن الأصلي ، وغيرها الكثير. الآخرين
تأثير تحضير السطح على جودة طلاء الكروم
طور موظفو مختبر NPP "Galvanus" تقنية وأداة لتطبيق طلاء الكروم ذو الطبقة السميكة (حوالي 700 ميكرون). أثبتت الحلول أنها فعالة للغاية.
على التين. يُظهر الشكل 6 أ مظهر طلاء كروم بسمك 400 ميكرومتر تم الحصول عليه على سطح مُعد بواسطة تقنية تقليدية (سطح شحذ أصلي Ra = 0.7-0.8 ميكرومتر). كما يتضح ، توجد التشعبات بوضوح على طول علامات الشحذ.
على التين. يُظهر الشكل 6 ب مقطعًا عرضيًا للرواسب على طول التغصنات. كما يمكن رؤيته ، فإن مركز تكوين التغصنات هو بالضبط العلامة المتبقية بعد الشحذ.
في نفس الجزء ، تم تشكيل القسم بأداة خاصة. لم تتغير خشونة السطح عمليًا ، لكنها أصبحت مستقرة (Ra = 0.7 ميكرومتر). سماكة الطلاء 400 ميكرومتر. يحتوي سطح طلاء الكروم على تشعبات صغيرة مرتبة بشكل عشوائي. على التين. يوضح الشكل 6 ج مظهر هذه العينة.
مزيد من التحسين في تكنولوجيا تحضير السطح يتألف من طحن إضافي للسطح المصقول (Ra = 0.36-0.66 ميكرومتر) والمعالجة بأداة خاصة (Ra = 0.27-0.39 ميكرومتر).
تم الحصول على طلاء بسماكة 700 ميكرون مع تشعبات غير معتبرة. يظهر مظهر طلاء الكروم في الشكل. 6y.
تتيح تقنية تحضير السطح المطورة الحصول على طلاء الكروم عالي الجودة بطبقة سميكة حتى على الأسطح الأولية المعالجة بشكل خشن. على التين. يوضح الشكل 6 د مقطعًا بسطح خشن Ra = 3.93 ميكرومتر (5 درجات من النقاء). تم تنفيذ طلاء الكروم بكثافة حالية تبلغ 90 A / dm2. تم الحصول على طلاء عالي الجودة بسمك 500 ميكرون.
وبالتالي ، مع الإعداد الميكانيكي المناسب للسطح ، من الممكن الحصول على طلاء كروم عالي الجودة بسماكة كبيرة (بدون مسام وتغصنات) ، والتي لا يتم تحديد جودتها من خلال القياس الكلي والصغير للسطح ، ولكن من خلال القياس النانوي. يمكن الحصول على سطح للطلاء الكهربائي باستخدام مقياس نانوجيوميوم معين باستخدام تقنية معينة تُعرف باسم طلاء الكروم الكهروميكانيكي ، والذي يتجنب العديد من العيوب في طلاء الكروم التي يسببها السطح الأصلي.
قسم تكنولوجيا المعادن وعلوم المواد
علم المواد
إرشادات العمل المخبري للطلاب من جميع التخصصات
تفير 2006
تم تحديد منهجية أداء العمل المخبري على طريقة البنية الكلية لدراسة المعادن. يتم تقديم توصيات للتنفيذ ومتطلبات تصميم تقرير عن العمل المخبري. يتم إعطاء أسئلة التحكم للتدريب الذاتي للطلاب على موضوع العمل.
بقلم: L.E. أفاناسييف
© ولاية تفير
الجامعة التقنية 2006
طريقة التركيب الكلي لدراسة المعادن (التحليل الكلي)
موضوعي: تعرف على منهجية تحليل البنية الكلية. لدراسة الأنواع المميزة للكسور ، والبنية الكلية للصلب المصبوب والفولاذ المشوه على القطع الكبيرة. دراسة العلاقة بين طبيعة البنية الكلية وشروط تكوينها والخواص الميكانيكية للصلب.
مقدمة نظرية
تحليل البنية الكلية- دراسة تركيب المعادن والسبائك بالعين المجردة أو بزيادة طفيفة باستخدام عدسة مكبرة.
يتم إجراء التحليل الكلي من خلال دراسة الكسور ، أو الخدوش الكبيرة أو الأسطح الخارجية لقطع العمل والأجزاء.
يكشف التحليل الكلي عن وجود عيوب كبيرة في المواد التي نشأت في مراحل مختلفة من إنتاج الفراغات المصبوبة والمزورة والمختومة والملفوفة ، فضلاً عن أسباب وطبيعة تدمير الأجزاء.
بمساعدة التحليل الكلي ، يتم تحديد نوع الكسر (لزج ، هش) ؛ حجم وشكل وموقع حبيبات المعدن المصبوب ؛ العيوب التي تنتهك استمرارية المعدن (مسامية الانكماش ، فقاعات الغاز ، الأصداف ، الشقوق) ؛ عدم التجانس الكيميائي للمعدن الناجم عن عمليات التبلور أو الناتجة عن المعالجة الحرارية والكيميائية الحرارية ؛ ألياف في معدن مشوه.
تم تحديد طرق اختبار وتقييم البنية الكلية لمنتجات الصلب بواسطة GOST 10243-75.
دراسة الكسر.
الكسر هو سطح يتكون نتيجة تدمير المعدن. اعتمادًا على تركيبة المعدن وهيكله ووجود العيوب وظروف معالجة المنتجات وتشغيلها ، يمكن أن تكون الكسور مطيلة وهشة ومرهقة.
قابل للكسريستمر الكسر دون حدوث تشوه بلاستيكي سابق ملموس. شكل الحبوب غير مشوه ، والحجم الأولي للحبيبات المعدنية مرئي عند الكسر. سطح الكسر الهش (الشكل 1 أ) لامع وبلوري. يمكن أن يحدث الكسر من خلال الحبوب (الكسر عبر البلورات) أو على طول حدود الحبوب (الكسر بين البلورات أو بين البلورات). يحدث التدمير على طول حدود الحبوب عندما تكون هناك شوائب غير معدنية (فوسفيد ، كبريتيدات ، أكاسيد) أو رواسب أخرى عند الحدود تقلل من قوة حدود الحبوب. الكسر الهش هو الأكثر خطورة ، لأنه يحدث غالبًا عند ضغوط أقل من قوة الخضوع للمادة.
لزجالكسر (الليفي) (الشكل 1 ، ب) له ارتياح ناعم وعر ويشير إلى تشوه كبير في البلاستيك قبل الكسر. سطح الكسر غير لامع ، مع حبة عين صغيرة لا يمكن تمييزها. من المستحيل الحكم على شكل وحجم الحبيبات المعدنية من خلال نوع كسر الدكتايل.
كسر التعب(الشكل 2) نتيجة التعرض الطويل الأمد للمعدن من الضغوط والتشوهات التي تتغير دوريًا بمرور الوقت. يبدأ التدمير على السطح (أو بالقرب منه) محليًا ، في أماكن تركيز الإجهاد (تشوه). يحدث صدع التعب في الأماكن التي توجد بها عيوب أو مكثفات الإجهاد (شوائب الخبث ، المسام ، إلخ). يتكون الكسر من مركز كسر (المكان الذي تتشكل فيه الشقوق الدقيقة) ومنطقتين - التعب والكسر.
موقع الكسر مجاور للسطح وله حجم صغير وسطح أملس. تتكون منطقة التعب من التطور المتتابع لكسر التعب. تتطور منطقة التعب حتى تزداد الضغوط في قسم العمل المتناقص بشكل كبير بحيث تتسبب في تدميرها الفوري. تتميز هذه المرحلة الأخيرة من التدمير بمنطقة التصدع.
تسمى طريقة الملاحظة البصرية (أو ذات التكبير المنخفض) للكسور بالكسر. عند الفواصل ، يتم تقييم البنية الكلية من خلال المقارنة مع الهياكل المعيارية المعيارية الواردة في GOST 10243-75 ، وفقًا لـ 25 معلمة. يسمح تحديد نوع الكسر وشكله ولونه بتمييز العديد من سمات هيكل المادة ومعالجتها.
دراسة عمليات الماكرو.
قسم الماكرو- هذه عينة ذات أرضية مسطحة وسطح محفور ، مقطوعة من المنطقة التي تم فحصها لجزء أو قطعة عمل. يتم الحصول عليها بالطريقة التالية. يتم قطع عينة على آلة قطع المعادن أو بمنشار ، أحد الأسطح المسطحة التي يتم تسويتها بملف أو على مطحنة سطحية. ثم يتم طحن العينة يدويًا أو على آلة طحن وتلميع بورق سنفرة بأحجام حبيبات مختلفة. يجب أن يتم الطحن بورق صنفرة واحد في اتجاه واحد ، وبعد ذلك يجب غسل المادة الكاشطة المتبقية بالماء. التحول إلى جلد أصغر ، اقلب العينة بمقدار 90 درجة واستمر في المعالجة حتى تختفي الخدوش التي شكلها الجلد السابق تمامًا. تغسل العينة بالماء وتجفف وتخضع لحفر عميق أو سطحي. ويرد تكوين بعض المؤثرات في الملحق 1.
قبل الحفر ، يتم إزالة الشحوم من العينة وتنظيفها ، كقاعدة عامة ، بالكحول الإيثيلي. يتم إجراء الحفر باستخدام معظم الكواشف عن طريق غمر العينة فيها. في الوقت نفسه ، يجب مراعاة لوائح السلامة بدقة. الكاشف ، الذي يتفاعل بنشاط مع المناطق التي توجد بها عيوب وشوائب غير معدنية ، يحفرها بقوة أكبر وعمق. سطح الماكرو منقوش. يسمى هذا النوع من النقش عميق.
سطحيالنقش ، الذي يتم إجراؤه باستخدام كواشف أقل عدوانية ، يجعل من الممكن اكتشاف الفصل في الفولاذ والمكواة المصبوبة والسبائك غير الحديدية ، أي عدم التجانس الكيميائي للمادة التي تحدث أثناء إنتاجها ، والبنية الكلية للمعدن المصبوب أو المشوه ، وعدم التجانس الهيكلي للمادة المعرضة للمعالجة الحرارية أو الكيميائية الحرارية.
دراسة التركيب الكلي التغصني للمعدن المصبوب بعد الحفر العميق.
يعتمد شكل وحجم الحبوب في السبيكة على ظروف التبلور: درجة حرارة المعدن السائل ، ومعدل واتجاه إزالة الحرارة ، والشوائب في المعدن. يحدث نمو الحبوب وفقًا لنمط شجيري (يشبه الشجرة) (الشكل 3).
ب)أرز. 4. هيكل سبيكة معدنية. أ) الاعتماد على عدد مراكز التبلور (c.c.) ومعدل نمو البلورات (s.r.) على درجة التبريد الفائق DT. ب) البنية الكلية للسبيكة: 1 - حبيبات متوازنة دقيقة (منطقة القشرة) ، 2 - تشعبات عمودية ، 3 - حبيبات كبيرة متساوية ، 4 - تجويف انكماش ، 5 - قابلية الانكماش ، 6 - الفصل
منطقة.
تعتمد أحجام البلورات المتكونة على نسبة عدد مراكز التبلور المتكونة ومعدل نمو البلورات عند درجة حرارة التبلور.
عند درجة حرارة التبلور المتوازن Tm ، يكون عدد مراكز التبلور المتكونة ومعدل نموها مساويًا للصفر ، لذلك لا تحدث عملية التبلور.
إذا تم تبريد السائل بدرجة حرارة تقابل DT 1 ، يتم تكوين حبيبات كبيرة (عدد المراكز المتكونة صغير ، ومعدل النمو مرتفع). عند التبريد الفائق لدرجة حرارة تتوافق مع DT 2 – الحبوب الدقيقة (يتم تكوين عدد كبير من مراكز التبلور ، ويكون معدل نموها منخفضًا).
إذا كان المعدن شديد البرودة بشدة ، فإن عدد المراكز ومعدل نمو البلورات يساوي الصفر ، والسائل لا يتبلور ، ويتكون جسم غير متبلور.
يحدث تبلور المنطقة القشرية تحت ظروف التبريد الفائق الأقصى. يتم تحديد معدل التبلور من خلال عدد كبير من مراكز التبلور. يتم تشكيل هيكل دقيق الحبيبات.
النمو البلوري في المنطقة الثانية له طابع موجه. تنمو بشكل عمودي على جدران القالب ، وتشكل بلورات تشبه الأشجار - التشعبات. تنمو التشعبات في اتجاه قريب من اتجاه إزالة الحرارة. نظرًا لأن إزالة الحرارة من المعدن غير المتبلور في منتصف السبيكة يتم تسويتها في اتجاهات مختلفة ، تتشكل تشعبات كبيرة ذات اتجاه عشوائي في المنطقة المركزية.
في الجزء العلوي من السبيكة ، يتم تكوين تجويف من الانكماش ، والذي يخضع للقطع وإعادة الصهر ، حيث يكون المعدن أكثر مرونة (حوالي 15 ... 20٪ من طول السبيكة).
سبائك سبائك لها تركيبة مختلفة. في عملية التبلور ، يتم دفع جميع الشوائب القابلة للانصهار إلى مركز السبيكة. يسمى عدم التجانس الكيميائي في المناطق الفردية من السبيكة بالفصل النطاقي.
معلومات مماثلة.
هناك عدد قليل جدًا من الصور للتركيب الشجيري للمعادن على الإنترنت ، دون احتساب الصورة المعروفة لكريستال تشيرنوف ، وحتى الرسم التخطيطي من الكتاب المدرسي لـ A.P. جولييف. ولكن إذا كنت تتعامل بالفعل مع هياكل المعادن ، فأنت بحاجة إلى معرفة شكلها. في مثل علم المعادن ، لا يمكن لأي وصف أن يحل محل الصور الحقيقية للهياكل ، ومراعاة وفهم وتحليل.
لذا، التشعبات في المعادن. بادئ ذي بدء ، يجب أن يقال أن الهياكل التغصنية تتشكل ، كقاعدة عامة ، أثناء التبلور من الذوبان.
التبلور من السائليبدأ بظهور مراكز التبلور ، أي النقاط التي يستمر منها البناء الإضافي للبلورات. نتيجة لذلك ، تبدأ التكوينات البلورية من أنواع مختلفة من السائل. في حالات استثنائية ، يتم تكوين بلورة لها شكل منتظم هندسيًا - متعدد السطوح أو متعدد السطوح. يحدث هذا عندما تفضل الظروف الخارجية التطور الكامل للبلورة (في جميع الاتجاهات).
في ظل الظروف العادية ، تتشكل بلورات ذات شكل غير منتظم ، والتي تسمى البلورات. هناك نوعان من البلورات. في إحدى الحالات ، يقترب شكل البلورات من شكل متعدد السطوح ، أو يتخذ شكلاً دائريًا. هذا التكوين يسمى الحبوب. في حالة أخرى ، يكون للتكوينات البلورية شكل متفرع مع فجوات غير مملوءة تشبه الشجرة. يطلق عليهم التشعبات.
التشعبات هي المرحلة الأولى من تكوين البلورات. تبدأ البلورة بالتشكل من مركز التبلور. في هذه الحالة ، لا يتم الحصول على تعبئة كثيفة للمجموعات البلورية في بلورة واحدة ؛ أولاً ، ترتبط هذه المجموعات ببعضها البعض في اتجاهات معينة ، وتشكل محور البلورة المستقبلية.
إذا كانت ظروف التبلور تجعل المسافات بين المحاور ليس لها وقت أو لا يمكن ملؤها ، يتم الحفاظ على شكل التغصنات ويمكن ملاحظتها.
التشعبات (من اليونانية δένδρον - الشجرة) هي تشكيلات بلورية معقدة لهيكل متفرع شبيه بالأشجار (ويكيبيديا - مقال "Dendrite (بلور)"). هذا التعريف مناسب جدًا - التشعبات لها بالفعل بنية متفرعة تشبه الشجرة. ويمكن إثبات ذلك. يوضح الشكل 1 التغصنات الحقيقية. تم تشكيله في عملية التكاثر الذاتي للتركيب عالي الحرارة في نظام Ni-Ti-O.
الصورة 1. التغصنات الحقيقية.
التغصنات هي بلورة واحدة (أي بلورة واحدة). يظهر في الشكل 2. أولاً ، يتم تشكيل محاور من الدرجة الأولى ، ثم تولد محاور من الدرجة الثانية وتنمو عليها. التالي - الثالث.
الشكل 2. مخطط تشكيل التغصنات.
كما يتضح من الأشكال أدناه ، التشعبات في المعدنفي شكلهم يمثلون حقًا "الأغصان". يقولون في بعض الأحيان فروع التشعبات ".
الشكل 3 التشعبات في سبائك الألومنيوم: تشعبات حل الألومنيوم الصلب و سهل الانصهار السى.
 |
 |
| الحديد الزهر الأوستنيتي CHN15D7 | الحديد الزهر Hypoeutectic |
الشكل 4
في البلورة الحقيقية ، عادة ما تكون محاور الرتب الأولى والثانية مرئية ، والثالثة - في كثير من الأحيان (في الواقع ، ببساطة لا يوجد وقت كاف لتشكيلها - ينتهي التبلور). بشكل عام ، كلما زادت الطلبات المرئية ، تبلور السبيكة بشكل أبطأ. يوضح الشكل 5 أدناه التغصنات التي تحتوي على محاور من ثلاثة أوامر. لم يتم تشكيل الترتيب الثالث بالكامل ، في بعض الأماكن يتم تحديد محاور الترتيب الثالث فقط. محور الترتيب الأول هو سهم أخضر ، والثاني - أزرق ، والثالث - أحمر.
الشكل 5 التشعبات من أوامر مختلفةفي السيليكون.
الهياكل التغصنية من السبائك المختلفة متشابهة.ليس من الممكن دائمًا تحديد نوع السبيكة من مظهر الهيكل المصبوب ، خاصة عند التكبير المنخفض. على سبيل المثال ، التشعبات في أنظمة الصلب والحديد الزهر والنحاس والأكسيد.
الشكل 6. هيكل شجيري في سبائك مختلفة عند التكبير من 100x إلى 200x.
في بعض الأحيان يكون للتغصنات شكل (من المعتاد أن نقول "مورفولوجيا") ، وهي خاصية مميزة لسبائك محددة للغاية. على سبيل المثال ، في السيليكون مفرط التوتر (سبائك الألومنيوم والسيليكون ، محتوى السيليكون أكثر من 11.7٪) ، عند صبها في الأرض ، تتشكل بلورات السيليكون التي لها هيكل شجيري. هذه هي ما يسمى ب بلورات السيليكون الهيكلية. يقولون في بعض الأحيان "هياكل عظمية" من السيليكون. عند معدل تبلور أعلى (صب في قالب معدني - قالب بارد) ، فإن بلورات السيليكون لها بالفعل شكل متعدد الأضلاع. ومع ذلك ، هناك استثناءات ...
الشكل 7 بلورات السيليكونفي السيلومين مفرط التوتر.
عند التكبير العالي ، يكون من السهل تحديد السبيكة: السيلومين المخلوط (تغصن الطور السيليسي) ، الحديد الزهر الفريت (التشعبات الفريتية) ، بابيت ( الأنتيمون التغصن). ليس من السهل تحديد الرقم الرابع - هذا هو الهيكل الذي تم الحصول عليه توليف درجة حرارة عالية التكاثر الذاتي(ربما ، التغصنات المعدنية على خلفية سهل الانصهار).
الشكل 8. التشعبات المميزة في السبائك المختلفة.
قد يتساءل المرء: لماذا الكثير عن التشعبات؟
الحقيقة هي أن كل مادة تُعطى هيكلًا معينًا ، بناءً على أغراض عملية. على سبيل المثال ، "أعمال" الحديد الزهر في حالة الصب (يمكن أن تكون مشوهة ، ولكن هذا ليس موضوع هذه المقالة). يتم تسليم الصلب ، كقاعدة عامة ، في حالة مشوهة. ورقة ، قضيب ، شريط ، شريط - كل هذه هي أشكال توريد منتجات الصلب شبه المصنعة. للحصول على مثل هذه المنتجات شبه النهائية ، يخضع الفولاذ المصبوب في البداية إلى معالجة ضغط خاصة عند درجات حرارة مرتفعة. يجب ألا يكون هناك هيكل مصبوب بعد هذه المعالجة. لذلك ، إذا تم الحفاظ عليه ، فهذا زواج. هذا موضح في الشكل 9. تحدد الدائرة "الهيكل العظمي" المصبوب من الفولاذ. سنعود إلى هذا الموضوع في قسم "مكافحة المنتجات".
الشكل 9. بقايا الطعام هيكل من الصلب R18(منتج - صنبور).
يجب التعرف على التشعبات ليس فقط في السبائك مباشرة ، ولكن أيضًا في المواد المساعدة ، على سبيل المثال ، في سبائك Wood. يختلف هيكل سبائك Wood. يعتمد ذلك على التكوين ، وكذلك "الطازج" هو السبيكة ، أو المعاد استخدامها. يوضح الشكل 10 التشعبات في سبيكة وود، أعيد صهرها عدة مرات. بطبيعة الحال ، في مثل هذه السبيكة يوجد الكثير من "الأوساخ" التي دخلت السبيكة أثناء إعادة الصهر.
 |
 |
| أ | ب |
 |
 |
| الخامس | جي |
الشكل 10. التشعبات في سبيكة Wood: a - صورة مجال مشرقة ؛ ب- د - تباين التداخل التفاضلي.
يمكن التعرف على أنماط الجليد دائمًا. الجليد هو شكل صلب من أشكال وجود الماء ، والذي يتشكل أثناء عملية التبلور (التجميد). أشكاله متنوعة. بالمناسبة، التشعبات الجليديةيمكن رؤيته في كل بركة متجمدة (يجب أن نتذكر أن الماء في درجة حرارة تتراوح من 0 إلى 100 درجة مئوية هو ذوبان الجليد).
الشكل 11. التشعبات الجليدية ذات الأشكال المختلفة (صورة زجاجية).
رقاقات الثلج هي أيضا تشعبات، فقط في شكل علامات النجمة.
ولكن يوجد أدناه التشعبات ، والتي ، للأسف ، لا نراها نشعر بها كثيرًا. هذه عبارة عن بلورات جليدية على سطح ألواح الرصف. فوق الماء. بعد ذوبان الصقيع ، بدأ المطر يهطل. لم يكن للبلاط الوقت للتسخين بسبب الموصلية الحرارية غير الكافية. هنا جزء من ماء المطر متبلور.
الشكل 11. التشعبات الجليدية على سطح البلاط حيث يسقط الجميع.
الصور التالية هي التشعبات على المعادنيوضح الشكل 13 نتائج غسل جزء من برونز البريليوم بالكحول الإيثيلي (بدلاً من الماء) بعد الحفر بمحلول مشبع من ثنائي كرومات البوتاسيوم في حامض الكبريتيك. فشل الغسل بالكحول ، وبقي الكاشف على السطح وجفف. عند درجات تكبير مختلفة ، يمكن رؤية بلورات ثنائي كرومات البوتاسيوم على السطح ، ولها لونها المميز.
 |
 |
| أ | ب |
الشكل 13. تشعبات ثنائي كرومات البوتاسيومعلى عينة برونز البريليوم BrB2.
