A szemcsehatárok tulajdonságainak tudatos módosítása

Az előadások a következő témára: "A szemcsehatárok tulajdonságainak tudatos módosítása"— Előadás másolata:

1 A szemcsehatárok tulajdonságainak tudatos módosítása
Tanszéki szeminárium A szemcsehatárok tulajdonságainak tudatos módosítása Szabó Péter János BME Anyagtudomány és Technológia Tanszék

2 Fémek tulajdonságait meghatározó tényezők
Kémiai összetétel Fázisok jellege (szilárd oldat, vegyület, ...) Szemcseméret Szemcseméret-eloszlás Diszlokáció-szerkezet ... Szemcsehatárok tulajdonságai

3 Szemcsehatárok Véletlenszerű „Speciális”

4 CSL-modell (Coincide Site Lattice)

5 Ikerhatár mint 3-határ
<111> FKK rács vetülete az <110> irányból Koherens iker : 60º-os elforgatás az <111>tengely mentén

6 Ikerhatár döntéssel Gyémántrács vetülete az <110> irányból
A felső rácsot az ábra síkjára merőleges tengely mentén elforgattuk 70,53º-kal.

7 Ikerhatár csavarással
Gyémántrács vetülete az <110> irányból

8 Szemcsehatár-energia
Döntött határ esetén, a forgatás tengelye az <100> ill. az <110>

9 Szemcsehatár-típusok
(h1k1l1) = (h2k2l2) és =0: szimmetrikusan dőlt (STGB) határ (h1k1l1) ≠ (h2k2l2) és =0: aszimmetrikusan dőlt (ATGB) határ (h1k1l1) = (h2k2l2) és ≠0: csavart (TWGB) határ (h1k1l1) ≠ (h2k2l2) és ≠0: általános határ

10 A 3-típusú CSL-határ megvalósulásának lehetőségei
(111)/(111), szimmetrikus dőlt (koherens iker) (0,02 J/m2) (211)/(211), szimmetrikus dőlt (szemi- koherens iker) (0,55 J/m2) pl. (221)/(744), aszimmetrikus dőlt (110)/(110), (210)/(210), (311)/(311) csavart

11 A CSL-modell hiányosságai
Csak a két szomszédos szemcse geometriai helyzetét írja le, a határfelületről nem ad információt.

12 A szemcsehatár síkjának meghatározása

13 Az EBSD által szolgáltatott adatok:
O1: az 1. szemcse felületi síkja O2: a 2. szemcse felületi síkja P1: a „határfelület” síkja az 1. szemcse koordináta-rendszerében P2: a „határfelület” síkja a 2. szemcse koordináta-rendszerében

14 A határ nyomvonalának irányvektora a két szomszédos szemcse koordináta-rendszerében
Ha T1 ║ T2 ║ <111>, akkor koherens iker

15 Alkalmazás termo-mechanikusan kezelt rézre
Alapanyag: polikristályos réz Lágyítás: 450 C Alakítás: 67% hengerlés 1, 3 ill. 4 lépésben, lépések után 10 perces, 800 ºC-os hőkezelés és vízhűtés

16 1 ciklus 3 ciklus 4 ciklus

17 Csak a random határok 1 ciklus 3 ciklus 4 ciklus újrakristályosodás?

18 Újrakristályosodás image quality térkép grain orientation spread

19 Ikrek 2 ciklus 3 ciklus 1 ciklus

20 Adatok (termomechanikus ciklusok számának hatása)
random: 97,7% 1,66 cm CSL: 49,8%, cca 8,46 mm iker: 26,4% cca. 4,5 mm 391 (243) szemcse szemcsenagyság: 17,39 (16,85) mikron 21,71 (21,26) random: 97,5% 1,75 cm CSL: 54,6%, cca 9,78 mm iker: 23,5% cca. 4,2 mm 423 (216) szemcse szemcsenagyság: 17,4 (17,03) mikron 23,47 (22,45) random: 98,5% 1,49 cm CSL: 59,6%, cca 9 mm iker: 32,6% cca. 4,9 mm 296 (118) szemcse szemcsenagyság: 20,48 (20,21) mikron 30,6 (29,48) S3: 44,3% S9: 4% S27: 1,5% S3: 45,1% S9: 5,9% S27: 3,5% S3: 51,7% S9: 5% S27: 2,9% CSL/iker: 1,88 CSL/iker: 2,32 CSL/iker: 1,82 CSL/szemcse: 21mikron (35 mikron) CSL/szemcse: 23mikron (45 mik) CSL/szemcse: 30mikron (76 mikron) iker/szemcse: 11mikron (18,5 mik) iker/szemcse: 10mikron (19,5 mikron) iker/szemcse: 16mikron (41 mikron) (CSL-iker)/szemcse: 10 (16,5) mikron 13 (25,5) mikron 14 (35) mikron (CSL-iker)/random: 0,238 (CSL-iker)/random: 0,319 (CSL-iker)/random: 0,275

21 Adatok (hőkezelés idejének hatása)
csak hengerelt 25%; 05 perc, 2 ciklus 25%; 10 perc, 2 ciklus 25%; 15 perc, 2 ciklus 25%; 20 perc, 2 ciklus 25%; 30 perc, 2 ciklus CSL-twin: 17,7 % CSL-twin: 35,2 % CSL-twin: 17,1 % CSL-twin: 17,5 % CSL-twin: 19,5 % CSL-twin: 22,6 %

22 Továbblépés „Triple junctions” (hármaspontok) vizsgálata 2 CSL 1 CSL

23 Perkoláció

24 Perkoláció

25 Köszönöm a figyelmet! Szabó Péter János
BME Anyagtudomány és Technológia Tanszék 1111 Budapest, Goldmann tér 3.