Cimmerman (523120), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Некогерентное, частично когерентное образование зон, расслоение, формирование сверхструктурных фаз, частично когерентиое, мартенситная кристаллография Диффузия — поперек фазовой границы Дискретное превращение сс-метастабильной фазы в (а+ +)3)-стабильную смесь Дискретное превращение сг-метастабильной фазы в 1р+ +у)-стабильную смесь йтермические ,Дискретные превращения: ячеистое перлитное Бездиффузионные мкя: ма рте нситное магнитное превраще- Происходит в результате закалки или деформации Сопровождается возникновением искажений Превращения, контролируемые диффузией; гомогеиные превра.щения Непрерывные превращения: в общем случае когерентное бейнитное шетки — зародыше. Контролируется механизмом образования зародыша и кинетикой роста этого зародыша новой фазы.
Класси4икацил лреврагцениб, основанная на характере процесса роста 15] — см. табл. 18. Превращения в сплавах, используемых в технике 128),— табл. 19. Фазе) еагг)еленик Образование фаз выде- Влияний перенос Деланий перенос сьпроаяь зоредышеодглыодеегег Рвс 1.166 7Ь пения происходит в результате превращения с изменением концентраций и струн- туры. Образуется фаза (Ь из твердого раствора о или происходит эвтектоидный распад а-твердого раствора на две новые фазы р и а.
Оба процесса контролируются диффузией. Выделения в стали (металлах) представляют собой вторичные фазы, которые образуются при переходе за пределы растворимости и не являются модификацией железа (модификацией катрины). В процессе формирования фаз выделения реализуются оба типа превращений: непрерывный и дискретный. Образование фаз выделения происходит ПРИ! 1) медленном охлаждении в системе с ограниченной растворимостью в твердом состоянии, когда переходят за границу растворимости атомов В в а-твердом растворе; 2) быстром охлаждении (заналке) пересыщенного твердого раствора (атомов типа В растворено в а-твердом растворе больше, чем это соответствует равновесию при данной температуре) с последующим старением (отпуск) после закалки.
, Различаютн непрерывные выделения (рис. 1.164) и дискретные выделения (рис 1.165). Рве. 1.164. нспрсрынянм ныаснсвия гсрнзы н стала Х10Сгы)Т)Ч) 36.16 (7 мм 1 мкм) 151 Рис. 1.!66. Дискретное ныкснскнс н снаннс Сн — 3 Ун Т! 1161 В первом случае — относительно медленный рост отдельных ()-кристаллов благодаря диффузии В-атомов в решетке. Структура матрицы сохраняется, ио концентрация изменяется непрерывно. Различие в свободных энергиях (Ьб) между двумя фазами велико. Пересыщение метастабильиого твердого раствора незначительно. Во втором случае — новые фазы возникают из матричной фазы, когда образование зародышей в твердом растворе происходит не индивидуальна, т.
е. движение фронта раста идет быстрее, чем при индивидуальном образовании зародышей. Прерывистые выделения из пересыщеннога твердого раствора происходят только, если скорость образования зародышей при непрерывном превращении мала. Изменение свойств: а) зависит от вида, величины числа, формы распределения частиц фаз выделения; б) возможно увеличение прочности прй выделении, например специальных карбидов и/или нитридов; в) возможно ухудшение свойств (напри. мер, обеднение хромом ир-за выделения карбидов по границам зерен в нержавеющих сталях, что приведет к межкрнсталлнтной коррозии); г) увеличение твердости при формировании фаз выделений (дисперсионнае твердение .
редпосылкой для образования фаз выделений является состояние пересыщения твердого раствора. Управление процессам выделения фаэ можно осуществлять, изменяя количества и распределение дефектов решетки в твердом растворе (вакансии, дислокации, мало- и большеугловые границы), а также изменяя состояние пересыщения и дефектности матрицы (температура и скорость охлаждения при закалке). Дисперсионно твердеющие сплавы — см.
табл. Ж Термодинамические аснаеы. Движущей силой при фазовом превращении в твердом состоянии является разница свободньц! эне гий фаз (Ьб~). 3' ополнительный вклад вносит энергии упругих искажений Ьбк, возникающих вследствие различий в удельных объемах матрицы и фазы с иной кристаллической структурой. Если изменение свободной энергии системы Ьб ранее записывалось как: Ьб — Ьбз +Ьба. где Ьбг — разинца в свободных энергиях фаз; Ьбс — прирост поверхностной энергии в сисгеме, то с учетом разницы в удельных объемах фаз свободная энергия является суммой: Ьб = — Ьбг+Ьбс+Ьбк.
Величины Ьба и Ьбл зависят от структуры сплава, содержащего фазы выделения. Скорость зародышеобразования являетсм фуницией Ьу! проходит через максимум. тллллггл гв Содержание, ',5 !но массе! Мартвнсигныв Ре — Сг — М 4Сп; О,зк'Ь О,О5 4 17 Сп Соединения Т! 6 15 3,5 14 12 5 0,03 0,03 0,02 0,75 0,4 15,5 2 3 0,3 и-фазы и фазы Лавеса (требует уточнения) г — М тнеы ге — С Полуоустени Упорядоченное состояние в решетке о. ц. к. (МаА!) (!.МА!' МеА! 0 1,2 0,05 17 6 7 2,5 1,2 15 0,05 Аусгенигные ге — Сг — Ы! МаСе, СгаЫ МаС; а-фаза; Т!Ве! Т!С; МыСе Н(аТ1; о-фаза; Т1С; МыСе! А!Ы 12 20 2,2 0,4,1 0,06— '7 8 0,1 Ег; 0,08 В ,0,1 уг 1 2 0,06 А(артвнсигнесв ге — М 11 18 — 5 — 0,4 8 — — — 0,02 — — Х!аТЦ МаМо; геа(М, СО) Полуаустенитиые Ре — М 12 ~ 25 ~ — ~ — ~0,2~ 1,5'~ — ~ — ~ — ~ — ~0.02~ — ~ 0,4!аь ~ МеТЛ фазы Лавеса гееТ! Мартенсигные слливес Ре-Сг !3 — 14,5 5 — — 13,5 — — — 0,15 — 0.5Ч Фаза Лавеса гетМо; С ростом И' необходимая для реализации процесса зародышеобразования энергия уменьшается; однако следует учитывать кинетический фактор: медленно протекающая диффузия затрудняет зародышеобразование (рис.
1.166). из атомных слоев одинакового строения, которые по-разному уложены в исходнойи конечной фазах. Удельные объемы прибли- зительно равны. 1.9.2. Превращение с изменением концентрации 1.9Л. Превращение с изменением кристаллической структуры Образование иартенсита в железе. Полиморфное превращение в чистом железе нельзя подавить. Образование мартенсита происходит благодаря бездиффузионному переходу (сдвиговая перестройка у-решетки в а-решетку; в связи с пересыщением последней углеродом мартенситная а-решетка становится тетрагональиой).
Образование жаргвнсига в кобальте. При 450'С происходит превращение г. ц. к. репмтки в гексагональную. Обе фазы состоят Фазы с изменением концентрации и структуры образуются в пересьпценных твердых растворах; возникают расслоения, метастабильные фазы и т. и. Зонес Зоны соответствуют состояниям с ближним порядком и имеют определенное значение для упрочнения металлических веществ в результате старения. Используются главным образом для улучшения свойств сплавов цветных металлов. Зоны Гинье — Престона в сплавах А! — Сн — рис. 1.167. Зоны Гинье — Престона 1. При комнатной температуре образуются пластинчатые зоны, обогащенные атомами Сп. Неэначи- Аустеииг (0,6% С) Направление тельные искажения решетки, возникающие только из-за различия в размерах атомов Сп и АБ Зоны 1'состоят из немногих атом- ных слоев.
Рлс. 1.1бт. лель Глазе — Престола в спла- ье А1 — Се Зоны Гинее — Престана П образуются при 100 — 200 'С в результате перестройки зон 1. Большая протяженность и более совершенный порядок в расположении атомов Сп и А1, чем в зонах 1, Обозначаются так же, как 0"-фазы. При температурах )ж)0'С происходит образование 0'-фазы (метастабильной).
$.9.3. Лревращение е изменением концентрации и структуры Такими превращениями называют выделения фазы 0 из твердого раствора (п-» -»сс+()), а также звтектаидный распад твердого раствора на две новые фазы (а-» -»0+у). Различают непрерывный и дискретный характер превращения (эатектоидное превращение всегда дискретное). Образоеаяие перлига Образование перлита (рис. 1.168) — пример звтектоидного Рлс. 1.1бб. Схема стртктурсебрвзьвьнля пьрллта распада: местное обогащение углеродом-» -»образование аародышей ' цементита-» -»обеднение углеродом окружающей матрицы-»образование феррита (процесс, сдвиговой)-»а-твердый раствор растворяет незначительное количество утлерода-» -»углерод выходит иэ решетки-»образование цементита.
Расстояние между пластинами в структуре перлита зависит от диффузионной подвижности углерода в у-твердом растворе. С уменьшением температуты диффузионная подвижность и расстояние между плз стинами уменьшается. 1.9.4. Упорядочение Статистическое распределение атомов в решетке твердого раствора есть функция температуры. Переход от статистического к упорядоченному распределению связан с изменениями свойств (например, электропроводности, модуля Е, магнитной восприимчивости, постоянной Холла и т. д.). Результатом упорядочения является стремление к поддержанию состояния электронов постоянно на среднем энергетическом уровне.
Состояние упорядочения Гсьь Ау), Различают: А. Ближний порядок †статистическое распределение атомов при уменьшении температуры сменяется местным обогащением одинаковыми атомами или порядком, в котором атомы одного компонента закономерно окружены атомами другого компонента в пределах первой координационной сферы. Процесс реализуется в субмикроскапических областях. Образование зон относят к ближнему упорядочению или к одиофазному. расслоений. Б. Дальний порядок — во исей решетке (в пределах многих координационных сфеР) устанавливается упорядоченное распределение атомов обоих компонентов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
