26335 IMG0 171 (2)

170

■ definiuje się jako iloraz obciążenia wglębnika F i pola rzutu powierzchni odcijl„ A na powierzchnię pomiaru. Ponieważ pole rzutu

(7-26)

zatem mikro twardość Knoopa (7.27)

gdzie F jest obciążeniem wglębnika w niutonach. / — średnią większej przekątnej odcisku w milimetrach.

I w tym przypadku wartością miarodajną jest średnia arytmetyczna z co najmniej trzech pomiarów.

Zaletą sposobu Knoopa w porównaniu ze sposobem Vickersa jest znacznie mniejsza głębokość odcisku (ok. 1/30 większej przekątnej ukośnika w porównaniu z 1/7 przekątnej kwadratu). Dzięki temu sposób Knoopa można stosować do badań materiałów bardzo twardych i kruchych, jak szkła, emalie iłp., bez obawy pęknięć i wykruszeń krawędzi odcisków, uniemożliwiających dokładny pomiar wymiarów odcisku. Ponadto zaletą sposobu Knoppa jest jego dokładność. Mianowicie stwierdzono, iż dokładność pomiarów odcisku przeciętnie wynosi ± (0,3 — 0,5) pm. Wobec tego przy zastosowanym obciążeniu wglębnika np. 0,245 N (25 G) w metodzie Knoopa długość większej przekątnej odcisku wynosi np. 20 pm, a w metodzie Vickersa przekątna odcisku wynosi 7 pm (w obu przypadkach pomiar dotyczy tego samego materiału), co oznacza wartość błędu w pierwszym przypadku 2%, a w drugim 5,7%. Ze względu na dokładność pomiarów stosowanie obciążeń mniejszych od 0,245 N należy ograniczać do istotnie koniecznych przypadków.

Podczas wykonywania pomiarów należy zwracać uwagę, aby odległość krawędzi odcisku wglębnika znajdowała się w odległości co najmniej 2« od granicy ziarna. Ponadto grubość badanego elementu powinna być nie mniejsza od l,5a (tj. od 10-krotnej głębokości odcisku). Z przytoczonych uwag wynika, że obciążenie wgłębnika nie dostosowane do dyspersji mikrostruktury może być źródłem poważnych błędów pomiaru. Ogólnie, im mniejsza jest dyspersja mikrostruktury, tym można przyjmować większe obciążenie wgłębnika. Ponadto nie zaleca się dokonywać pomiarów na zgładach nie trawionych, ponieważ utwardzona przez zgniot, a nie rozpuszczona przez trawienie, warstwa Beilby'ego zniekształca wyniki.

Urządzenia do pomiaru — mikrotwardościomierze — mogą stanowić niezależne przyrządy albo dodatkowe wyposażenie mikroskopów metalograficznych.

DEFEKTY STRUKTURY KRYSTALICZNEJ

8.1. DEFINICJE I KLASYFIKACJA DEFEKTÓW

Krystalografia identyfikuje strukturę kryształu z periodycznym, idealnym geometrycznie modelem sieci przestrzennej, której węzły obsadzone są atomami", traktowanymi jako sztywne kule. Tymczasem struktura rzeczywistych kryształów odbiega znacznie od takiego modelu. W szczególnym przypadku można otrzymać kryształy, tylko w przybliżeniu odpowiadające idealnemu modelowi, jak np. kryształy włosowate. Kryształy rzeczywiste cechuje po pierwsze ruchliwość atomów, a po drugie duża liczba różnorodnych niedoskonałości sieci przestrzennej, zwanych defektami struktury krystalicznej.

Teoria defektów ma ogromne znaczenie praktyczne, ponieważ wywierają one istotny wpływ na:

-    właściwości materiałów wrażliwe na strukturę (wytrzymałość, plastyczność, przewodność elektryczna, właściwości magnetyczne, zwłaszcza straty histerezy),

-    liczne procesy zachodzące w materiałach (dyfuzja, odkształcenie plastyczne, rekrystalizacja, przemiany fazowe w stanie stałym).

Defekty struktury powszechnie klasyfikuje się według kryterium geometrycznego, wyróżniając:

-    defekty punktowe o wymiarach w trzech kierunkach rzędu odległości między-atomowych,

-    defekty liniowe o wymiarach w dwóch kierunkach rzędu kilku odległości międzyatomowych, a w trzecim rzędu wymiarów kryształu (ziarna),

-    defekty powierzchniowe o wymiarach w jednym kierunku rzędu kilku odległości międzyatomowych, a w dwóch pozostałych rzędu wymiarów kryształu (ziarna).

Niezależnie, uwzględniając kryterium termodynamiczne, wyróżnia się:

-    defekty o stężeniu zależnym od temperatury (defekty punktowe),

-    defekty o stężeniu niezależnym od temperatury - atermiczne - (defekty liniowe i powierzchniowe).

"Pojęcie atomu w niniejszym rozdziale jest skrótem myślowym, przez który należy rozumieć zależnie od typu kryształu atom, jon lub cząsteczkę.