ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Диффузия и жаропрочность из "Строение и свойства металлических сплавов " Хорошее соответствие наблюдается для тугоплавких металлов для молибдена энергия активации установившейся ползучести 479 кдж/г-атом (114,4 ккал/г-атом), а самодиффузии 481 кдж/г-атом (115 ккал/г-атом). Для ниобия 473 кдж/г-атом (113 ккал/г-атом) в интервале 1270—1300° С и 455 кдж/г-атом (108,8 ккал/г-атом) в интервале 1600—2000° С [366]. [c.386] В работе [363] отмечено приблизительно постоянное значение коэффициента диффузии (10 — MP-j ek) атомов основье в области рабочих температур для различных жаропрочных сплавов и сделан вывод, что предельный температурный уровень эксплуатации сплавов в значительной степени определяется температурной зависимостью коэффициента самодиффузии. [c.387] Из приведенных данных видно, что при одинаковой температуре коэффициент самодиффузии титана на два порядка выше, чем никеля. Отсюда, в частности, следует, что низкая жаропрочность титановых сплавов, несмотря на высокую температуру плавления, объясняется большой диффузионной подвижностью в этих сплавах. [c.387] Соответствие (во многих случаях количественное) между жаропрочностью и диффузионной подвижностью можно получить при сопоставлении чистых металлов, а качественное — при рассмотрении сплавов на их основе. [c.387] В работе Бринкмана приведено сравнение скорости ползучести и самодиффузии железа в а- и у-состоянии при температуре полиморфного превращения 1183° К (910° С). Обнаружено что для а-железа скорость ползучести примерно в 200 раз, а скорость самодиффузии в 350 раз больше, чем для -у-железа. [c.387] Качественное соответствие наблюдается часто для твердых растворов. Легирование ниобия молибденом [366] приводит к одинаковому изменению энергии активации ползучести на установившейся стадии и энергии активации самодиффузии, а максимум этих величин 522 и 502 кдж1г-атом (124,6 119,9 ккал1а-атом) соответственно наблюдается при одинаковом содержании молибдена 5% (рис. 180). [c.387] Постепенное усложнение состава никелевых сплавов приводит к изменению энергии активации диффузии олова в объеме, и по границам зерна, показанному в табл. 39. [c.387] С повышением температуры влияние легирования на скороств. диффузии ослабевает. Например, введение в никель 207о Сг уменьшает коэффициент диффузии хрома при 700° С в 20 раз, при 1000° С — в 2 раза. Соответственно ослабевает влияние хрома на ползучесть никеля [365]. [c.387] Весьма сложен с точки зрения диффузии анализ гетерофаз-ных сплавов фазовая граница обладает большей диффузионной проницаемостью, чем твердый раствор, а упрочняющая фаза, как правило, меньшей. Энергия активации диффузии во многих интерметаллидных фазах высокая, однако она все-таки часто бывает ниже, чем энергия активации ползучести (табл. 40) [364]. [c.389] Следует отметить, что эти результаты соответствуют относительно стабильному структурному состоянию, температуре, не превышающей 0,4 Тил, и сравнительно малым временам (от долей секунды до 300 ч). В этих условиях роль диффузии, естественно, ограничена. [c.390] Анализ физической природы энергетического барьера Uo показал [361, что эта величина согласуется не только с энергией сублимации, но и с энергией самодиффузии с помош,ью меж-узельных атомов, а также с энергией пересечения расщепленных дислокаций, не вступающих в реакцию. Следует отметить, что представления, введенные в работе [367], недостаточно учитывают структурное состояние вещества. С таких позиций трудно объяснить влияние малых добавок на ползучесть и разрушение. Вряд ли они влияют на основные параметры уравнения. [c.390] Не вызывает сомнений, что диффузия играет выдающуюся роль в процессах, определяющих жаропрочность и тем более значительную, чем выше температура и больше время теплового воздействия на металл. При этом структура, состав материала и условия внешнего воздействия определяют относительную роль диффузионных процессов и дислокационных реакций при ползучести и разрушении. Жаропрочность, как и прочность вообще, определяется двумя характеристиками силой межатомного взаимодействия и структурой. В этой связи скорость диффузии является весьма удобным критерием оценки жаропрочности, поскольку зависит как от прочности межатомной связи, так и от структуры. [c.390] Таким образом, чем сложнее по составу и структуре сплав, тем труднее установить количественную корреляцию между параметрами ползучести и параметрами диффузии, особенно если последние измерены в условиях, не соответствующих испытанию на ползучесть. По-видимому, в области рабочих температур для широкой группы жаропрочных сплавов работают оба механизма ползучес Ти—дислокационный и диффузионный. Поэтому трудно получить строгие количественные соотношения при учете только одного механизма. [c.392] Элементарные акты диффузии имеют определяющее значение для сохранения стабильности заданной структуры. Последняя, как правило, отвечает метастабильному состоянию л аро прочного сплава. Термически активируемые процессы, усиливаемые воздействием поля напряжений, в конце концов разрушают заданную структуру. Скорость процессов рекристаллизации, коагуляции и растворения фаз, приводящих к разупрочнению сплава, определяется скоростью диффузии. Процессы диффузии определяют кинетику всех стадий старения и, следовательно, диффузия, с одной стороны, организует структуру высокопрочного состояния, а с другой — приводит к ее разрушению. [c.392] Вернуться к основной статье