Михайлов-Смольняков М.С., Дроздова Н.Ф., Федосеев М.Л

ФАЗОВАЯ И МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ АТТЕСТАЦИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ В СТАЛЯХ И СПЛАВАХ

ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей», Санкт-Петербург, Россия

[email protected]

Частицы наноразмерного масштаба, формирующиеся в структуре сталей и сплавов при термообработке, оказывают существенное влияние на механические и функциональные свойства материалов. Так, дисперсные карбиды, образующиеся в конструкционных сталях, позволяют повысить их прочностные характеристики [1], а частицы α-фазы, формирующиеся в быстрозакалённых аморфных металлических лентах при отжиге, являются фактором, оказывающим существенное влияние на магнитные характеристики этого материала [2]. Поэтому достоверная идентифика- ция типа фазы, размера и объёмной плотности наноразмерных частиц, является ак- туальной задачей при разработке новых материалов и отработке технологий их производства.

Для фазовой и морфологической аттестации дисперсных частиц предлагается использовать комплексный подход, включающий применение метрологически ат- тестованных современных методик рентгеновской дифрактометрии и просвечи- вающей электронной микроскопии (ПЭМ). Применение такого подхода показано в настоящей работе на примере анализа карбидной фазы в стали 09Г2СА-А.

Методом малоуглового рассеяния рентгеновского излучения определено ко- личество фаз с разной электронной плотностью, рассчитан средний размер частиц каждой фазы и оценено их объёмное содержание. С помощью ПЭМ непосредст- венно измерен размер частиц на изображениях структуры, произведён элементный и фазовый анализ частиц размером от 10 нм. В результате совместного использо- вания двух методик были получены объективные и статистически достоверные данные о составе карбидной фазы в исследуемой стали. Такой подход позволяет избежать необходимости в многократной идентификации фазы большого количе- ства частиц трудоёмкими методами просвечивающей электронной микроскопии.

Приведённые в работе методики морфологического и фазового анализа дис- персных фаз с помощью ПЭМ прошли метрологическую аттестацию и внесены в федеральный реестр методик выполнения измерений. На основании полученных в ходе исследований данных была создана новая методика совместного применения просвечивающей электронной микроскопии и малоуглового рентгеновского рас- сеяния для фазовой и морфологической аттестации наноразмерных частиц в сталях и сплавах.

1. В.А. Малышевский, В.В. Рыбин, О.Г. Соколов и др. К вопросу о механизме упрочне- ния сорбитотвердеющей стали и возможности его теоретической и экспериментальной оценки. Вопр.Суд. 1973 г. т. 7, вып. 3(17), стр. 105-113

2. П.А. Кузнецов, А.И. Беляева, М.С. Михайлов, О.С. Сергеева. Влияние режимов отжига на кинетику кристаллизации и магнитные характеристики нанокристаллического маг- нитомягкого сплава системы Fe-Cu-Nb-Si-B. Вопросы материаловедения, 2008,

№2(54), стр. 113

Дата добавления: 2017-01-14