Гипотеза ориентированного роста объясняет, почему решетка рекристаллизованных зерен повернута по отношению к решетке деформированных зерен вокруг общей оси на углы в интервале 25 — 40 °С. Высокоугловые границы с наибольшей подвижностью наблюдаются именно в этом интервале углов разориентировки кристаллов по обе стороны от границы.
Схема
Схема, поясняющая появление узлов совпадения на частично сопряженной границе
при развороте двух г. ц. к. решеток в плоскости {111} на
угол 38,2° вокруг общей оси <111>.
В г. ц. к. металлах особенно подвижны границы с углом разориентировки около 38° вокруг общей для соседних зерен оси <111>. Как показали Кронберг и Вильсон, при такой взаимной ориентировке кристаллов множество атомов принадлежит одновременно узлам решеток обоих кристаллов.
На рисунке показаны два плотноупакованных атомных слоя {111} (черные и светлые кружки), принадлежащих двум решеткам, развернутым в плоскости чертежа вокруг общей оси <111>, которая перпендикулярна плоскости чертежа. На плоскости раздела двух кристаллов каждый седьмой атом находится в совпадающих узлах. В пространстве такие «узлы совпадения» образуют свою «сверхрешетку» с периодом, большим, чем в обычной решетке данного металла.
Схема строения границы узлов совпадения
Схема строения границы узлов совпадения между кристаллами с примитивной кубической решеткой. Поворот решеток вокруг общей оси <001> (Гордон и Вандермейер): а — на угол 37°; б — на несколько градусов меньше 37°; Гр — граница.
Сверхрешетка из узлов совпадения (светлые кружки) показана на рисунке, где граничат два зерна с примитивной кубической решеткой.
Решетки зерен взаимно ориентированы так, чтобы образовалась сверхрешетка с высокой плотностью узлов совпадения. Черные кружки изображают ряды атомов, встречающихся под углом на границе зерен, а светлые (каждый пятый атом на направлении <100>) — это атомы в узлах совпадения на прямых, например mn, проходящих через оба зерна и принадлежащих сверхрешетке.
Границы зерен, взаимная ориентация которых удовлетворяет соотношению Кронберга — Вильсона, называют границами Кронберга — Вильсона, а также границами узлов совпадения или частично сопряженными. В о. ц. к. металлах такие границы наблюдаются при развороте двух решеток вокруг общей оси <100> на угол 26,5°
Важнейшая особенность частично сопряженных границ — высокое совершенство их строения (благодаря совпадению многих узлов двух решеток), что хорошо видно на рисунке. Небольшое отклонение в ориентации от соотношения Кронберга — Вильсона приводит к разрыхлению межзеренной границы и увеличению ее ширины.
«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков