Техника - молодёжи 1954-03, страница 18

статочно вспомнить, как кузнец ударами молота изменяет форму раскаленного металла, как из нагретой стальной балки прокатывают рельсы, а из толстого железного бруска вытягивают тонкую гибкую проволоку.

Раскрыть секреты пластической деформации ученым помогли замечательные свойства рентгеновских лучей. На рентгенограмме недеформи-рованного металла пятнышки представляют собой правильные кружочки. Пятна на рентгенограммах пластически деформированного металла вытянуты, имеют продолговатую форму.

По степени вытянутости пятен рассчитывают величину внутренних напряжений, пользуясь некоторыми формулами из^-теории сопротивления материалов.

ТАЙНЫ КРИСТАЛЛА

В обычных условиях кристаллики в металле располагаются беспорядочно, хаотически, и поэтому свойства куска металла одинаковы ло всем направлениям. Подвергая металл тепловой или механической обработке, можно «заставить» его кристаллы расположиться в определенном порядке. Этим самым металлу можно придать нужные свойства и прежде всего повысить его прочность. Стоит протянуть металл сквозь малое отверстие в стальной доске или прокатать его между стальными валками, как кристаллы в нем ориентируются в одном направлении. Металл, как говорят металлисты, получит «наклеп» — станет прочнее.

Металлы с одинаково ориентированными кристаллами имеют различную прочность в разных направлениях. Прочность металла вдоль направления проката больше, чем в поперечном направлении.

Одинаковая ориентация кристаллов повышает их отражательную способность. Вспомним, как ярко блестят никелированные части металлических предметов, какой сильный блеск имеет позолота оправы часов. Это происходит потому, что в процессе осаждения металла при электролизе возникает определенная ориентация кристаллов.

Но не только у металлов резко изменяются свойства под влиянием деформаций. Такие же значительные изменения Обнаружены с помощью рентгеновских лучей и у некоторых

Кристалл (на рисунке алюминия), про* свеченный рентгеновскими лучами, дает на экране правильный узор из темных пятнышек. Эта картина изменится, если кристаллик растянуть или сжать: пятнышки примут вытянутую, продолговатую форму (рисунок справа,). Этим пользуются, чтобы находить и рассчитывать внутренние напряжения в металлах.

Если в толстом куске стекла находится посторонний предмет, то, посмотрев через стекло на свет, л<ы увидим очертания предмета — как бы его тень. Подобный же принцип используется и в рентгенодефектоскопии. Рентгеновские лучи_t пронизывая толщу металла и наталкиваясь на внутренние пороки, изменяют свою интенсивность. Это тотчас же сказывается в изображении на экране или в действии лучей на фотопленку — на них получаются темные или светлые пятна. На рисунке приведено несколько рентгенограмм с различными дефектами: исадочные раковины и рыхлота в отливке (1), «червоточины» (2), трещина (3), непровар сварного шва (4).

органических веществ. К ним относятся каучук, целлюлоза, желатин. Сырой каучук представляет собой аморфное некристаллическое вещество. На его рентгенограмме появляется лишь один широкий «размазанный» круг, который свидетельствует об аморфном состоянии вещества. Но стоит растянуть образец каучука, как на рентгенограмме возникает ряд четких пятен. Это явление говорит о том, что при растяжении каучук становится кристаллическим телом, причем его кристаллики принимают определенную ориентацию.

Очень важен контроль величины кристалликов в исследуемом материале. От их размеров зависят прежде всего механические свойства образца. Крупнозернистые материалы не так прочны, как мелкозернистые. Если кристаллы имеют размеры не менее 0,01 миллиметра, то их число нетрудно подсчитать под микроскопом при сильном увеличении исследуемого участка. Более мелкие кристаллы поддают-ся подсчету только при помощи рентгеновских лучей.

На рентгенограмме, полученной облучением крупнозернистого образца, линии не сплошные, а состоящие из отдельных

точек. Каждая такая точка соответствует лучу, отраженному от отдельного кристалла. Чем больше точек появляется на линиях рентгенограммы, тем больше кристаллов содержится в единице объема исследуемого вещества. По рентгенограмме можно легко подсчитать число кристалликов в образце и, следовательно, определить их средние размеры.

При облучении мелкокристаллических материалов линии на рентгенограмме получаются тем более широкими, чем меньше размеры кристалликов. По величине расширения линий можно рассчитать средние размеры отдельных кристалликов. Таким способом были «измерены» размеры кристалликов различных металлов, что, в свою очередь, позволило установить структуру этих кристалликов, узнать, из скольких элементарных ячеек они состоят.

Рентгеновский метод определения величины кристаллов очень ценен и для коллоидной химии. Он позволяет проследить переход ряда веществ из коллоидного (аморфного) состояния в кристаллическое. Так, например, портланд-цемент дает рентгенограмму аморфного вещества, а после затвердевания его в бетоне приобретает кристаллическую структуру. Шлак обычно кристаллическое вещество.

16