Разная энергия и разная подвижность регулярных и нерегулярных границ сказываются как на конфигурации системы зерен в равновесии, так и на ее изменениях во времени. Хотя при случайных ориентировках регулярных границ (и близких к ним) должно быть около 10%, “история роста” иногда такова, что их гораздо больше.
Ориентировки могут оказаться не случайны даже при кристаллизации из аморфного состояния: как измерено в сплаве Fe ~ 6,5%Si по картинам каналирования электронов, 50% границ между столкнувшимися при росте зернами оказались регулярными, с разворотом около оси. Очевидно, напряжения от изменения объема при кристаллизации задали новым центрам роста такую ориентировку, чтобы была наименьшей их упругая энергия (при анизотропных модулях упругости).
Статистика разворотов на границе меняется по мере роста зерна: ее “сильно портит” быстрый рост двойников отжига. В ГЦК решетке пока граница двойника 13 лежит в плоскости двойникования (111), У нее низкая энергия (в никеле — всего 0,049 от энергии нерегулярной границы). Такая граница может с выигрышем в энергии отщепиться при нагреве от нерегулярной границы некоторой ориентировки. Так возникнет быстро растущий двойник отжига (поскольку границы E3 подвижнее прочих).
В положении (111) границы Е3 и застывают, выделяясь среди прочих границ своей прямизной. В ГЦК твердых растворах: нихроме и двух аустенитных сталях — при разной величине рекристаллизованно-го зерна (3...100 мкм) везде было 35...42% границ Е3 в плоскостях {111}.
Поскольку границы Е3 легкоподвижны, они чаще сталкиваются при росте. Их встреча и слияние либо восстановят исходную решетку (II), либо дадут (умножением матриц) границу E9 (а еще одно слияние - E27 и Е3n далее). Действительно, в нихроме и двух аустенитных сталях при зерне 3...100 мкм было 10...19% границ E9 и E27. После втжига никеля при 0,9 Tпл (зерно 1 мм) из 222 границ 41% были двойниковыми E3 и еще 15% - типа Е9 и E27.
По сравнению с состоянием после первичной рекристаллизации в никеле границ Е3n тем больше, чем крупнее выросло зерно. На специально выращенном (для удобства измерения) очень крупном зерне находят обычно много регулярных границ. Рентгенографическое определение ориентировок для 100 регулярных границ в меди и в алюминии после отжига в течение 300... 1000 ч в глубоком вакууме при 0,9 Тпл показало, что границ E3 около 40%, и еще около 40% Е9 и Е11. В ОЦК ниобии тоже больше всего (16%) границ ЕЗ. При этом регулярные границы были обычно симметричны и лежали в плоскостях наиболее плотной упаковки решетки совпадений.
Главная