ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Структурные изменения при старении из "Теория термической обработки металлов " Кроме того, полезные данные получают, изучая изменение механических и физичесних свойств, особенно элетросопротивления, при старении. Это изучение овойств позволяет делать предположения, а в отдельных случаях и выводы о ха,рактере и последовательности структурных изменений, прежде всего на ранних стадиях распада раствора, когда. возможности прямых структурных методов ограничены. [c.285] В зависимости от строения поверхности раздела между выделением и матрицей различают три типа. выделений полностью когерентные, частично когерентные и некогерентные (рис. 166). [c.285] В стареющих сплавах выделения из твердого раствора встречаются в следующих основных фО рмах тонкопластинчатой (обычно дискообразной), равноосной (обычно сферической или кубической) и игольчатой. [c.286] Стремление к минимуму энергии упругих искажений влияет не только на форму, но и на взаимное расположение выделений. Требование минимума упругой энергии при распаде твердого раствора обусловливает образование в ряде сплавов так. называемых модулированных или периодических) структур, для которых характерно закономерное пространственное расположение когерентных выделений на определенном расстоянии одно от другого, называемом периодом модуляции структуры (рис. 168, а, б и рис. 169, б). [c.287] Другим примером сплавов с детально изученной модулированной структурой являются стареющие никелевые сплавы, в частности типа нимоников, в которых цри распаде пересыщенного раствора с г. ц. к. решеткой выделяется когерентная -фаза, также имеющая г. ц. к. решетку. При изучении двойных сплавов Ni—Al (показано, что вначале при старении образуются хаотично расположенные -выделения у кубической формы, которые по мере увеличения щремени старения постепенно выстраиваются в ряды, параллельные направлениям 100 матрицы (рис. 169). Это выстраивание происходят не в процессе самого распада пересыщенного раствора, а в период медленной коагуляции, когда одни частицы растворяются, а другие растут. Особенностью рассматриваемого процесса коагуляции является то, что из-за упругого взаимодействия выделений у -фазы происходят селективный рост бл.агоприятно расположенных частиц и растворение других частиц, вследствие чего и развивается модулированная структура. [c.290] Атомы одного сорта в исходной матрице, расположенные по внешнему краю обедненной зоны, также испытывают предпочтительное взаимное притяжение. Так как силы их взаимного притяжения — короткодействующие, то указанные атомы не чувствуют существования готового кластера, а испытывают только влияние непосредственно граничащей с ними обедненной зоны. Поэтому они удаляются от обедненной зоны и образуют новый кластер, также окруженный обедненной зоной. Таким образом, образование одного кластера приводит к образованию соседнего и так далее этот процесс в виде концентрационной волны быстро распространяется по решетке матрицы. На одинаковом расстоянии один от другого, называемом длиной концентрационной волны, последовательно возникают все новые и новые кластеры. [c.291] Рассмотренная последовательность структурных изменений, хотя и весьма типична для спинодального распада, но не стандартна для всех сплавов. Например, в той же системе Си—Ы —Ре у сплава, состав которого находится не в центре, а ближе к краю области спинодального распада, нет структуры корзиночного плетения после старения. Более того, на ранней стадии старения модулированная структура в нем вообще не обнаружена, а возникает она лишь позднее в результате выстраивания кубических выделений в ряды вдоль 100 . Это очень похоже на образование модулиро ванйой структуры в сплаве N1—А1 в результате не спинодального распада, а избирательного роста кубических выделений у -фазы ири коагуляции. [c.292] В сплаве 2п—22% А1 после закалки из однофазной области при комнатной температуре идет спинодальный распад, причем ни на одной из его стадий не возникает модулированной структуры. Это обусловлено тем, что кристаллы алюминия — одни из наиболее изотропных металлических кристаллов с кубической решеткой, в твердом растворе цинка в алюминии нет предпочтительных упруго-мягких кристаллографических направлений для спинодального распада и невозможен также избирательный рост частиц при коагуляции. В сплаве 2п—22 % А1, как и в изотропных стеклах, спинодальный распад дает дисперсную равноосную структуру. [c.292] Особых морфологических признаков, которые были бы характерны только для структур, полученных при спинодальном распаде, нет. Спинодальный распад не обязательно дает модулированную структуру, а модулированная структура не обязательно связана со спинодальным распадом, как это считали раньше. Бместе с тем в упругоанизотропных кристаллах весьма вероятно образование при спинодальном распаде модулированной структуры корзиночного плетения. [c.292] Термодинамика и механизм спинодального распада предопределяют его гомогенность предпочтительного образования выделений на границах зерен или на дислокациях при спинодальном распаде не наблюдалось. Для практики весьма важно и то, что для спинодального распада характерна высокодисперсная структура, равномерная по всему объему зерен исходной фазы. [c.292] При непрерывном распаде в исходном пересыщенном растворе образуются и растут отдельные выделения избыточной фазы. Так как выделения обогащены одним из компонентов, то матричная фаза обеднена этим компонентом и в ней существует градиент концентраций. [c.293] Кристаллы избыточной фазы растут вследствие обычной нисходящей диффузии поток атомов (см. стрелки на рис. 170, б) направлен в сторону понижения концентрации, и коэффициент диффузии D положителен. Последнее обусловлено тем, что вне области спинодального распада вторая производная от свободной энергии по концентрации д Р/дС 0 (сравните со спияодальным распадом путем восходящей диффузии при отрицательных значениях D). [c.293] Растущие выделения при непрерывном распаде постепенно высасывают легирующий элемент из матричной фазы, обедняя ее по всему объему до равновесной концентрации Са (см. рис. 164 и 170, б). [c.293] Вернуться к основной статье