Способ определения кристаллографической ориентации изделий из монокристаллов Советский патент 1993 года по МПК C30B33/00 

Изобретение относится к кристаллографии и может быть использовано для кристаллографической ориентации изделий из монокристаллических материалов.

Цель изобретения - снижение трудоемкости определения кристаллографической ориентации и сохранение качества поверхности измеряемого изделия.

На фиг. 1 представлена круговая диаграмма изменения шероховатости обработанной поверхности изделия из монокристалла; на фиг. 2 - круговая диаграмма изменения относительной микро- твердости, рассчитанной по предлагаемой формуле; на фиг. 3 - круговая диаграмма изменения микротвердости, полученная экспериментальным путем.

Способ осуществляют следующим образом. Изделие представляет собой монокристалл, подвергнутый механической обработке с целью придания ему необходимых геометрических размеров. Причем заранее известно одно из 3-х направлений кристаллографической ориентации изделия. Для определения двух других направлений кристаллографической ориентации последовательно измеряют шероховатость обработанной поверхности изделия путем вращения изделия относительно известного направления кристаллографической ориентации с заданным шагом.

По полученным значениям строят круговую диаграмму изменения шероховатости обработанной поверхности (фиг. 1).

00

О 00

Јь

Глубина внедрения индентора в твердое тело обратно пропорциональна твердости этого тела, поэтому при механической обработке глубина внедрения режущей кромки инструмента в обрабатываемый материал, а следовательно, и шероховатость обработанной поверхности обратно пропорциональны ее твердости. Это позволяет преобразовать круговую диаграмму изменения шероховатости в круговую диаграмму изменения некоторой величины, обратно пропорциональной шероховатости обработанной поверхности. Данную величину мож- ноназвать относительной микротвердостью материала. Преобразование круговой диаграммы изменения шероховатости в круговую диаграмму изменения относительной микротвердости (фиг. 2) осуществляют по формуле:

Н

1

а

где Н - относительная микротвердость, ед.;

Ra - шероховатость поверхности, мкм.

Поскольку полученная круговая диаграмма изменения относительной микротвердости подобна круговой диаграмме изменения микротвердости, полученной экспериментальным путем по известному способу, то по ней также можно определять кристаллографическую ориентацию изделия из монокристалла.

Прим е р. Образцы из монокристаллического никелевого сплава имели цилиндрическую форму, причем заранее известно, что ось образцов совпадала с кристаллографической ориентацией 001. Наружная цилиндрическая поверхность образцов была подвергнута чистовой токарной обработке для обеспечения необходимых размеров.

Для определения кристаллографических ориентации 100 и 010 измерялась шероховатость поверхности образца вдоль его образующей с шагом 12° в интервале 360° с помощью профилометра мод. Калибр 252. По полученным результатам была построена круговая диаграмма изменения шероховатости (фиг. 1), которая была преобразована по предлагаемой формуле в круговую диаграмму изменения относительной микротвердости (фиг. 2).

На этих же образцах были произведены измерения микротвердости на приборе ПМТ-3 с нагрузкой Р 100 г, по результатам

которых была получена круговая диаграмма изменения микротвердости (фиг. 3). Как видно из представленных диаграмм, кристаллографические направления 100 и 010

можно определить с достаточной точностью.

Так как время, необходимое для замера шероховатости, значительно меньше времени, необходимого для замера микротвердости, то общая трудоемкость определения кристаллографической ориентации изделий из монокристаллов по предлагаемому спо- собу в 3-5 раз меньше, чем для известного способа. Кроме того, после определения

кристаллографической ориентации образцов по предлагаемому способу на их поверхности подвергнутой чистовой обработке, отсутствуют следы измерений в виде отпечатков, которые неизбежны при определекии кристаллографической ориентации известным способом.

Использование предлагаемого способа определения кристаллографической ориентации изделий из монокристаллов обеспечивает по сравнению с известными способами возможность определения кристаллографических направлений с помощью простых измерений шероховатости обработанной поверхности. При этом повышается производительность труда, не требуется специальная квалификация персонала и сохраняется качество поверхности измеряемого изделия.

Формул а изобретения

Способ определения кристаллографической ориентации изделий из монокристаллов по круговой диаграмме изменения микротвердости, о т ли мающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости определения кристаллографической ориентации и сохранения качества поверхности измеряемого изделия, производят измерение шероховатости обработанной поверхности монокристалла по нескольким направлениям и по полученным результатам строят круговую диаграмму изменения шероховатости, которую затем преобразуют в круговую диаграмму изменения относительной микротвердости по формуле

Н

1

где Н - относительная микротвердость, ед.; 55 Ra - шероховатость поверхности, мкм.

S00

Использование: для кристаллографической ориентации изделий из монокристаллических материалов. Сущность изобретения: сначала производят измерение шероховатости обработанной поверхности монокристалла по нескольким направлениям и по полученным результатам строят круговуюдиаграмму изменения шероховатости, которую затем преобразуют в круговую диаграмму изменения относительной микротвердости по формуле: Н 75-, где Н - относительная микротвер а дость ед., Ra - шероховатость поверхности, мкм. Способ позволяет снизить трудоемкость определения кристаллографической ориентации и сохранить качество поверхности измеряемого изделия. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр. (Л С