Густина сталі
Густина сталі коливається в незначних межах як в залежності від її складу, так і мікроструктури, тобто термічної її обробки. Якщо сталь не містить легуючих компонентів, то межі зміни питомої ваги від 7,7 до 7,9 г/см3.
Густина чистого заліза наближається до 7,90. Питома вага злитка сталі дещо менша, за ту ж сталь після прокатки або ковки, поскільки ці операції видаляють із злитки мікропустоти.
По мірі збільшення в сталі вуглецю густина її зменшується. Для катаних, відпалених сталей залежність вмісту вуглецю виражається формулою:
ρ = 7,876 – 0,030%С.
Найменшу густину сталь має в загартованому стані на мартенсит (наприклад, при 0,83% С густина дорівнює 7,800) і найбільшу – відпущена після цього на 400-450 ºС (при цьому вище зазначена сталь має густину 7,850). Високолеговані сталі саму високу густину мають при аустенітній структурі.
З додаткових елементів, які додають в леговані сталі, дещо зменшують густину: алюміній, кремній, хром і марганець (до 8% Mn) збільшують питому вагу: дуже - вольфрам, слабо – мідь, кобальт, нікель. Але поширені конструкційні леговані сталі, крім деяких вище зазначених, мають настільки невеликий вміст легуючих компонентів, що їх присутність змінює питому вагу несуттєво.
Значно змінюється густина у високолегованих сталях: клапанних, інструментальних, нержавіючих, кислотостійких.
Метод рентгеноструктурного аналізу
В основі методу рентгеноструктурного аналізу лежить явище дифракції рентгенівських променів на кристалічній решітці речовини. За допомогою рентгеноструктурного аналізу визначають тип кристалічної решітки речовини та її періоди, фазовий склад суміші (сплаву), наявність переважних кристалографічних орієнтировок (текстур), орієнтировку кристалів, наявність і величину внутрішніх напруг, викривлення кристалічної решітки, розміри кристалітів і блоків мозаїки, зміну сил міжатомного зв’язку в кристалічній решітці. В наш час розроблені рентгенівські методи вивчення дислокаційної структури моно- та полікристалів.
При рентгеноструктурному аналізі об’єктом дослідження є кристалічна решітка. За його допомогою можна дослідити процеси, які виникають при гартуванні і відпуску сталі. Недоліком методу є складність в деяких випадках однозначних інтерпретацій отриманих дифракційних картин. Для рентгеноструктурного аналізу використовують зразки з плоскою поверхнею або тонкі циліндричні стовпчики діаметром 0,5…1,5 мм. Максимальні розміри зразків з плоскою поверхнею (шліфів) обмежуються апаратурою, яка застосовується. Звичайно використовуються зразки діаметром (або максимальним лінійним розміром в досліджуваній площині) до 20 мм.
В рентгеноструктурному аналізі широко використовується також метод кристалічних порошків Дебая і Шерера. За цим методом досліджувальна речовина подрібнюється в порошок і з нього спресовується зразок у вигляді палички. Цей полікристалічний зразок розміщують по осі циліндричної камери, на боковій поверхні її вкладають фотоплівку (рис. 2.1).
Рис. 2.1
Через боковий отвір камери на зразок спрямовують пучок монохроматичних рентгенівських променів. В результаті хаотичного розміщення мікрокристалів у зразку обов’язково знайдуться кристали, що своїми атомними шарами повернуті відносно рентгенівського пучка під такими кутами, які задовольняють умову Вульфа-Брегга. Знайдуться такі кристали, які дадуть відбитки першого порядку (m=1), другого порядку (m=2) і т.д.
В результаті відбивання промені від зразка будуть розходитись в різні боки, але під кутом до продовження падаючого променя. Тому для різних порядків відбивання утворюються конусоподібні пучки променів з різними кутами розвороту. Попадаючи на фотоплівку ці пучки променів дають так званну дебаєграму (рис.2.2). Її розшифровування дає змогу встановити структуру кристала.
Рис. 2.1