СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ СЛОЯ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ Советский патент 1971 года по МПК G01N3/42 

Изобретение отноеится к способам исследования физико-механических свойств поверхностных слоев металлических сплавов.

Известен способ определения глубины слоя перераспределения легирующих элементов в поверхностных слоях металлических сплавов после их термообработки с использованием микроспектрального анализа. По известному способу подготавливают исследуемую поверхность образца, снимают спектрограммы при заданном режиме микроскопа для различного времени экспозиции, пропорционального глубине исследуемого слоя, после фотометрической обработки спектрограмм определяют процентное содержание легирующих элементов в поверхностных слоях и по полученным данным находят глубину слоя перераспределения легирующих элементов.

Предлагаемый способ отличается тем, что предварительно исследуемую поверхность полируют, затем внедряют в нее индектор, например алмазную пирамиду, при постепенно возрастающей нагрузке определяют графическую зависимость параметров отпечатков от приложенной нагрузки в исходном состоянии исследуемой поверхности образца и после ее термообработки о равномерности распределения легирующих элементов судят по прямолинейности исходной зависимости, а по величине отклонения полученной зависимости от

прямолинейной судят о глубине слоя перераспределения легирующих элементов. Это упрощает определение глубины слоя перераспределения легирующих элементов.

Для подготовки исследуемой поверхности образца к испытаниям, ее полируют с целью получения ровной поверхности. Затем внедряют индектор в исследуемую поверхность образца в ис.ходном ее состоянии при постепенно возрастающей нагрузке и определяют параметры отпечатков, например диагонали отпечатков алмазно пирамиды, соответствующие заданной нагрузке. О равномерности распределения легирующих элементов судят по

прямолинейности зависимости параметров отпечатков от величины нагрузки. Вдавливаемый наконечник может иметь различную форму (пирамида, шарик и т. д.). Исследуемую поверхность нодвергают термообработке, а зате.м внедряют в нее тот же индектор при постепенно возврастающей нагрузке. Определяют параметры отпечатков, соответствующие заданной нагрузке. Точность определения глубины слоя перераспределения легирующих элементов повышается с уменьшением разницы между последующими и иредыдущими величинами приложенной нагрузки. Строят зависимость пара.метров отпечатков от величины нагрузки. По отклонениям полученной

стки перграспределенпя легирующих элементов и определяют глубину их залегания. Для алмазной пирамиды (|3 136) глубина проникновения находится, например, в следующей зависимости от диаголалн отпечатка:

/,

При оиределекки принадлежносгк обнаруженных участков тем или иным легирующим элементом исходят, во-иервых, из химического сродства легирующих элементов с газом, в атмосфере которого ироисходит нагрев, нсвторых, из значений давления насыщенных наров легирующих злементоз и их окислов и, в-третьих, лз значений коэффицмснтоз диффузии легирующих злементов.

На чертеже нредставлены результаты исследований по определению глубины залегания скопления алюминия в поверхностном слое титанового силава ОТ4-1 (Ti-А1-Мп) лосле вакуумного отжига ири ЭОО°С в течение 1 час (кривая а), и в исходиом состоянии (кривая б). Зцвисиместь размера диагонали отпечатка d алмазной пирамиды от приложенной нагрузки Р для этого сплава в исходном состоянии является прямолинейной в координатах d-УР (см. кривую б). После отжига в вакууме в поверхностном слое ироисходит перераснределение легирующих элементов, о чем свидетельствует участок, характеризующихся отклонением от прямой линии (см. кривую а). Микроспектральный анализ на содержание легирующих злемеитов в силаве ОТ4-1 показал, что на данном участке содержание алюминия выше исходного.

П р с: д м от II 3 о б р е т е и и я

Способ определения глубины слоя нерераспределения легирующих эле.ментоз, заключающийся в том, что предварительно под,готазливают исследуемую поверхность образца, отличающийся тем, что, с целью упрощения определения глубины слоя перерасиределения легирующих элементов, предварительно исследуемую поверхность образца полируют, затем внедряют в нее индентор, например алмазную пирамиду, ири постепенно возпастающей нагрузке определяют параметры

отпечатков пндентора, соответствующие задапиой нагрузке, о равномерности распределения легирующих элементов судят по прямолинейности зависимости параметров отпечатка от нагрузки, термообрабатывают исследуемую поверхность образца, повторно определяют зависимость параметров отпечатка от нагрузки и по величине отклонения полученной зависимости от прямолинейной судят о глубине слоя нерерасиределеиия легирующих

элементов.