22.01.2015

Прежние рассуждения касались в основном взаимосвязанной решетки с ее определенными направлениями и плоскостями, которые вследствие описанных дефектов решетки принципиально не испытывали изменения. Благодаря такой определенной ориентировке решетки, однако, охарактеризован только отдельный кристаллит или зерно в общей структуре.
Технические, материалы состоят, однако, из множества кристаллитов, соответственно зерен. На границах одного зерна с другим положение решетки, т.е. ее ориентировка, испытывает прерывистое изменение. Ограничение объема кристаллита представляет двухмерный дефект структуры. Эти двухмерные дефекты структуры по величине и виду могут подразделяться на малоугловые границы зерен, в пределах границ поворота (вращения) и границ наклона и, наконец, в границах — на двойниках.
В материалах, которые состоят из нескольких видов кристаллитов, т.е. из нескольких фаз (гетерогенные материалы), следует назвать как ограничение взаимосвязанных зон кристаллитов также еще фазовые границы. Благодаря множеству ориентаций, изменяющихся в объеме технического материала от зерна к зерну, более или менее усредняются в поликристаллическом материале зависимые от направления свойства (предел текучести, удлинение, сужение, прочность).
Зависимости свойств от направления в технических материалах создаются там благодаря предпочтительному ориентированию кристаллитов в общем соединении. Такие ориентации могут, например, достигаться путем холодных и горячих деформаций или благодаря условиям, которые ведут к зависимой от направления рекристаллизации. Текстуры называются соответственно текстурами прокатки, ковки и рекристаллизации. В зависимости от области применения текстуры могут быть желательными и нежелательными. В особых случаях при определенном положении заготовки в жести текстура при процессах штамповки может быть выгодной, например несимметричные оси вращения детали при глубокой вытяжке. У электротехнической листовой стали, например для строительства трансформаторов, благодаря ориентировке по зернам уменьшаются потери перемагничивания.
Значение размера кристаллита и его ориентации проистекает, следовательно, из связи между строением решетки и действием дефектов решетки и принимается во внимание при оценках механических и термических свойств, а также при учете коррозионного поведения материалов. Границы зерен представляют естественные барьеры, внутри которых могут быть описаны механизмы в связи с механическим и термическим поведением материала. Это выражается в зависимости между величиной зерна и характеристикой деформации и излома (см. соотношение Холла - Петча), а также, как это еще будет показано, в зависимости жаропрочности от величины зерна.
В пространственном изображении материала двухмерные границы зерен представляют дефекты решетки с относительно высокой энергией, которая зависит от типа границы зерна.
Двухмерные дефекты

Подразделение границ зерен можно проводить по виду и величине различий ориентировки зон решетки, встречающихся на границе зерен. Вид различия ориентации указывается положением осей, вокруг которых отклоняются зоны решетки. У границы наклона ось расположена в плоскости границы зерна, у границы вращения ось расположена перпендикулярно к границе зерна. Между экстремальными значениями границ вращения и наклона возможны все промежуточные положения (рис. 7.3.1). С помощью данных о положении оси и благодаря величине разниц ориентации можно охарактеризовать тип границы зерна. Граница между малоугловой и большеугловой границей зерна указывается с разницей ориентации от 5 до 15°.