ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Структурные превращения, обусловленные ограниченной растворимостью в твердом состоянии из "Металловедение и термическая обработка металлов " Разберем на примере сплава 1 (рис. 62, а) превращения, связанные с распадом твердого раствора, вследствие уменьшения растворимости компонента В в компоненте А с понижением температуры. [c.122] В сплаве 1 кристаллизация начинается при температуре н заканчивается при з. Состав жидкой фазы в процессе кристаллизации изменяется по линии ликвидус, а твердой фазы — по линии солидус. Например, при температуре Ь состав жидкой фазы соответствует точке т и а-фазы — точке п. [c.122] По окончании затвердевания сплав состоит только из кристаллов а-твердого раствора. При дальнейшем охлаждении по достижении температуры 4 твердый раствор а оказывается насыщенным компонентом В при более низких температурах растворимость второго компонента уменьшается, поэтому из а-раствора начинает выделяться избыточный компонент в виде кристаллов Р/7. [c.122] После окончательного охлаждения сплав будет состоять из кристаллов а-твердого раствора состава, отвечаюш,его точке I (а/) и некоторого количества избыточных (вторичных) кристаллов р-твердого раствора состава к (р л). [c.123] В сплавах с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии фазовые превращения протекают и при нагреве. [c.123] Покажем это на примере сплава 7 (см. рис. 62). В условиях равновесия сплав двухфазный а-]-Рл. При нагреве это равновесие нарушается, так как растворимость компонента В в а-фазе возрастает в соответствии с линией Это приводит к растворению кристаллов р в а-твердом растворе. При нагреве выше 4 избыточная р-фаза полностью растворится, и сплав становится однофазным — а-твердый раствор. [c.123] При медленном охлаждении вновь произойдет распад а-рас-твора с выделением Рл-фазы в соответствии с диаграммой фазового равновесия. [c.123] Если зародыши избыточной фазы ориентационно связаны с решеткой матрицы, то скорость их роста в разных кристаллографических направлениях не одинакова и образуются пластины или иглы (видманштеттова структура). Пластинчатые выделения чаще образуются при крупном зерне матричной фазы (см. рис. 63,5). Если зерно большое, то пути диффузии от тела зерна к его границам велики. Это затрудняет образование пограничных выделений и способствует получению видманштетто-вой структуры. [c.124] Быстрое охлаждение, задерживающее выделение избыточного компонента и фиксирующее после охлаждения состояние (или концентрацию), которое сплав имел при высокой температуре, называют закалкой. Закаленный и пересыщенный твердый раствор неустойчив и при нагреве (старении или отпуске), а в некоторых случаях и при комнатной температуре начинает распадаться. [c.124] Скорость распада пересыщенного твердого раствора увеличивается при повышении температуры нагрева. [c.124] На начальных стадиях распада в пересыщенном твердом растворе а образуются объемы, обогащенные компонентом В, получившие название зоны Гинье -— Престона (ГП). [c.124] А1—Си диски диаметром 40—60 А и толщиной в несколько атомных слоев при сохранении кристаллической решетки исходного а-твердого раствора. [c.124] Нередко при старении вместо стабильной р-фазы образуется метастабильная р -фаза, которая по структуре или по составу является промежуточной между р- и а-фазами. Далее метастабильная р -фаза переходит в стабильную р-фазу. Следо1ватель-но, распад пересыщенного а-раствора происходит по ступеням,, при малых структурных (концентрационных) различиях между отдельными стадиями превращения, через метастабильные фазы. [c.125] Решетка метастабильной р -фазы а пе р(вых этапах выделения когерентно связана с матрицей. При повышенных температурах когерентность нарушается и р-фаза отрывается пт а-раствора. [c.125] Зоны ГП или дисперсные частицы избыточной р(р )-фазы, тормозят движение дислокаций и повышают прочность и твердость сплава. [c.125] Распад пересыщенного твердого раствора, полученного путем закалки, связанный с упрочнением сплава, называют дисперсионным твердением или старением. [c.125] Упрочнение при старении объясняется торможением дислокаций зонами или частицами выделений. [c.125] По мере того, как расстояние между частицами уменьшается, вследствие возникших петель или колец, напряжение, необходимое, чтобы продвинуть дислокации между ними, возрастает, что приводит к повышению напряжения сдвига (предела текучести). [c.126] Если при выделении стабильной избыточной р-фазы расстояние между ее частицами (Я) достаточно велико, то упрочнение будет меньше, чем при образовании зон ГП или метастабильной р фазы, когерентно связанной с матрицей. [c.126] Закалка и последующее старение применимо и для сплавов, концентрация которых соответствует области правее точки ё (левее точки е). Эти сплавы перед закалкой нагревают до температуры несколько ниже iэ, когда сплав имеет двухфазное строение (см. рис. 62). [c.126] Вернуться к основной статье