Дислокации при старении

Роль дислокаций при старении железа детально изучена Скаковым [186—188]. Автор полагает, что место предпочтительного выделения фазы (е-карбид или цементит в Fe — С или а" и Y в Fe — N) определяется концентрационными и структурными факторами. Поскольку фазы выделения имеют то же координационное число, что и матрица, поверхностная энергия границ раздела такая же, как на границе различных модификаций при полиморфном превращении чистого металла, и при малых размерах частиц ею можно пренебречь. [c.234]

Так как определение этих характеристик связано со сравнительно большими деформациями, то их изменение происходит, как и сТр, п, на более поздних стадиях старения, чем изменение /п.т, 0у, сТт, и обычно после окончания изменения /п.т- Изменение бр фиксируется раньше, чем изменение 8, что вполне согласуется с изложенной выше концепцией о связи между степенью деформации, необходимой для определения данного свойства, и степенью блокирования дислокаций при старении. [c.53]

При образовании зон ГП, расстояние между которыми составляет около Ю " нм, дислокации проходят через них (перерезают), что требует повышенных напряжений (рис. 67, а). Зоны ГП имеют модуль сдвига больше, чем у исходного твердого раствора а. Чем прочнее зоны ГП и больше их модуль упругости, тем труднее они перерезаются дислокациями. Вокруг зон ГП создается зона значительных упругих напряжений, в которой движение дислокаций также тормозится, что, следовательно, определяет упрочнение при старении. [c.109]

Результаты электронномикроскопических исследований свидетельствуют о том, что для одинаковой степени деформации плотность дислокаций при деформации в диапазоне температур деформационного старения (т. е. в процессе так называемого динамического- деформационного старения ) выше, чем при холодной деформации с последующим нагревом до температуры 9с (т. е. при статическом деформационном старении ). Динамическое деформационное старение есть результат образования атмосфер атомов внедрения (углерод, азот для железа и для вольфрама, молибдена, хрома, дополнительно кислород) вокруг движущихся и размножающихся при пластической деформации дислокаций. За счет диффузии атомов внедрения, облегченной при повышении температуры деформации до 9о, образуются атмосферы вокруг дислокаций, образованных деформацией. [c.464]

Упрочнение при старении под напряжением связано, по-видимому, в первую очередь с релаксацией локальных напряжений,-которые возникают на границе матрицы и частиц -фазы. Возможно, что релаксация напряжений в этих местах происходит вследствие образования и перераспределения дислокаций, созданием из них более устойчивых конфигураций. Кроме того, одновременно может идти закрепление подвижных дислокаций, образующимися в данных условиях (значительные напряжения и повышенные температуры) сегрегациями или даже выделяющимися частицами интерметаллидных фаз. Выделение частиц этих фаз или образова-нйе сегрегаций вполне вероятно поскольку по отношению к еоз- [c.48]

Дислокации могут образоваться при кристаллизации стали, пластической и термической обработке, при старении и других процессах [c.38]

В некоторых работах учитывается возможная роль дислокаций в ускорении диффузии при старении. При исследовании старения (400—800° С) в нержавеющих хромоникелевых сталях переходного класса энергия активации процесса получилась рав- [c.232]

Дислокации играют существенную роль, непосредственно определяя возможность гетерогенного зародышеобразования при старении [185]. В случае выделения на дислокациях система выигрывает за счет члена Д/ папр в уравнении, определяющем изменение свободной энергии при зарождении выделения [c.233]

Коагуляция фаз при старении обычно сопровождается уменьшением плотности дефектов (дислокаций). [c.244]

Роль дефектов структуры (дислокаций) рассмотрена раньше. После образования атмосфер вблизи дислокаций начинается образование е-карбида (рис. Ill) и цементита. Высказано мнение о том [186—188], что локальное зарождение фазы связано с тем, что данный участок оказывается более выгодным в силу концентрационного или структурного фактора. Поверхностная энергия на границе а-твердого раствора и фаз а и а", выделяющихся при старении, мало и при малом размере частиц ею можно пренебречь. Фактор упругой деформации будет наибольшим при образовании е-карбида и наименьшим при образовании цементита и а -фазы. [c.251]

По-видимому, в идее о мягком мартенсите есть рациональное зерно закрепление дислокаций в результате диффузионного перемещения атомов и выделение частиц при старении или деформации должны оказывать сильное влияние на упрочнение мартенсита. Пока, однако, трудно количественно оценить вклад основных факторов, определяющих высокое сопротивление пластической деформации сложной структуры, образующейся при закалке стали. [c.338]

Основной причиной и движущей силой процесса старения является стремление сплава к наименьшему запасу свободной энергии, совершается же оно при помощи дислокационного механизма. При старении выделения из твердого раствора располагаются у дислокаций, понижая упругую энергию решетки вокруг них. [c.429]

Примером стали, способной пройти весь спектр неустойчивости структуры, является мартенситно-стареющая сталь. Рассмотрим ее структуру в случае стали типа ЭП-678. "Богатство" химического состава этой стали (табл. 25) обеспечивает при старении образование стабильных и нестабильных фаз. При ее закалке (обычно от 900°С) происходит мартенсит-ное (у—а) превращение с образованием ОЦК-мартенсита, обладающего высокой плотностью дислокаций (р 10 см ), В структуре стали после закалки присутствуют карбиды титана, интерметаллическая фаза Лавеса [c.243]

При старении внутри зерен твердого раствора происходит не только выделение дисперсных частиц избыточных фаз, но и образование зон, обогащенных растворенным элементом. Эти зоны и дисперсные частицы тормозят движение дислокаций, чем и обусловлено упрочнение при старении. [c.136]

При старении холоднодеформированных аустенитных пружинных сталей наблюдается повышение предела упругости, обусловленное закреплением дислокаций и выделением избыточных карбидных или интерметаллидных фаз На рис 125 показано влияние часового отпуска на услов ный предел упругости (Оооз) и сопротивление релаксации [c.216]

Распад пересыщенного твердого раствора и изменение структуры при старении реализуется в три стадии. Начальная стадия характеризуется увеличением периода кристаллической решетки твердого раствора, которое обусловлено образованием в аустените скоплений атомов растворенных элементов у устойчивых группировок вакансий. Вторая стадия распада включает в себя зарождение и некоторый рост карбидных частиц на дефектах кристаллического строения. Третья стадия распада — коагуляция выделений и окончательное снятие пересыщения,— проявляется как диффузионный рост частиц при понижении их плотности. Зарождение карбидных фаз происходит по нескольким механизмам зарождение в матрице на скоплениях вакансий на переползающих частичных дислокациях Франка (дефектах упаковки) на переползающих полных дислокациях а/2<110> на исходных закалочных дислокациях на границах двойников, зерен и субзерен [203]. [c.297]

Физические свойства сплавов, как и механические свойства, отражают структурные изменения, происходящие при старении. Так, наблюдаемое повышение удельного электросопротивления при низких температурах старения (см. рис. 102) связано с начальной стадией распада, когда повышается рассеяние электронов проводимости очень малыми зонами [188] или искажениями вокруг когерентных с матрицей зон и дислокациями, возникающими на поверхности раздела частица — матрица [189, 190], Спад электросопротивления после определенных температур, зависящих от содержания кислорода в сплаве, связан с обеднением твердого раствора легирующими элементами, что подтверждается уменьшением периода решетки сплавов от закаленного состояния к состаренному при 1000° С. Так, сплав Nb — 2% Hf — 0,05% О имеет следующие значения периода 3,303 А и 3,301 А для закаленного при 1700° С и для состаренного при 1000° С (после закалки с 1700° С) состояния соответственно. Второй подъем электросопротивления наблюдается при достаточно высоких температурах старения и связан с обратным переходом фазы в твердый раствор. [c.252]

Что касается дислокаций, то они формируются источниками Франка— Рида во время закалки под воздействием возникающих в сплаве термических и фазовых напряжений. Плотность дислокаций при старении вплоть до наступления 3-й стадии заметно не уменьшается. Более того, во время пластической деформации при нагружении сами упомянутые стопоры являются факторами, способствующими формированию источников Франка—Рида и генерированию новых дислокаций. Третья стадия старения приводит к разупрочнению сплава вследствие снижения плотности дислокаций и образования крупных, разрозненных включений стабильного химического соединения СиА12 в нормальном а-растворе. [c.120]

Сегрегация углерода на дислокациях при старении (низкотемпературном отпуске) слабо влияет на удельное электросопротивление и заметно увеличивает т. э. д. с. Еще сильнее влияние сегрегации атомов углерода в приграничных участках на повышение т. э. д. с. в среднем интервале температур отпуска (см. рис. 65, б). Если в низкоуглеродистой стали отклонения от монотонного хода не наблюдается, то в патентированной стали, близкой к эвтектоидному составу, после больших обжатий т. э. д. с. резко возрастает ( см. рис. 65, б). [c.208]

Термическое и деформационное старение повышают прочность и твердость, но одновременно резко снижают ударную вязкость и повышают порог хладноломкости, Повышение прочности при термическом старении объясняется тем, что выделившиеся из феррита карбиды, нитриды и другие фазы создают препятствия для движения дислокаций. При деформационном старении основное упрочнение, вероятно связано не с выделением избыточных фаз, а с взаимодействием примесей (атомов углерода и азота) со скоплениями дислокаций, что затрудняет их движение. При нагреве деформированной стали возможно образование частиц метастабильной карбонитридной фазы Feie(N, )j или стабильного нитрида Fe4N, [c.190]

После зонного старения сплавы чаще имеют повышенный предел текучести и относительно невысокое отношение o Jas (с0,6-н0,7), повышенную пластичность, хорошую коррозионную стойкость п иизкую чувствительность к хрупкому разруик нию. Это объясняется тем, что дислокации при деформации пересекают зоны, не создающие знач ггельного сопротивления начальным деформациям. Отсутствие границы раздела между зонами ГП-1 и чи ГП-2 с матричной фазой определяет хорошее сопротивление коррозии. [c.325]

Механизм упрочнения при старении сплавов различных систем состоит в том, что зоны предвыделений и образующиеся дисперсные частицы, имея по сравнению с матрицей различные упругие свойства, создают поля напряжений, взаимодействующие с дислокациями. В результате движение дислокаций через кристалл затормаживается и деформация сплава затрудняется с другой стороны, дисперсные частицы оказывают также сопротивление переползанию дислокаций (см. рис. 58). Например, у магнитотвердых сплавов структура, возникающая на различных стадиях старения в системе Fe—Ni—Al, способствует увеличению коэрцитивной силы, поскольку зоны предвыделений и области дисперсных выделений, будучи соразмерными с величиной доменов, задерживают переориентацию стенки Блоха в процессе перемагничи-вания сплава. Эффект старения наблюдают и используют не только в системах цветных сплавов (на основе алюминия, магния, титана, никеля), но и в сплавах на основе железа и, в частности, у стали, содержащей [c.112]

Упрочнение увеличением числа дислокаций до.лжно рассматриваться с учетом двух механизмов (Од(л) и сТд(п я))- Рост плотности дислокаций при их беспорядочном переплетении и образовании леса для объемного упрочнения мало эффективен, так как вместе с активным упрочнением устраняется возможность релаксации пиковых напряжений. В этом случае упрочнение, например наклепом, рационально, как правило, в поверхностном слое, при исходной матрице с высокой пластичностью. Деформационное упрочнение сохранит свое определенное значение, но развитие и совершенствование этого механизма, вероятно, целесообразно в сочетании с последующей перестройкой (полигонизационный нагрев) или сегрегационным закреплением (деформационное старение) созданных дислокаций. [c.10]

Кривые, описывающие изменение ширины рентгеновских линий при старении стали 0Х18Н10Ш, хорошо коррелируются с кривыми изменения микротвердости. В образцах, подвергнутых после закалки пластической деформации с различной скоростью, в первые часы старения при 650° С наблюдается некоторое уменьшение полуширины рентгеновских линий, связанное с действием повышенной температуры. В течение второго часа старения микронапряжения увеличиваются, что, по-видимому, связано с перераспределением атомов углерода и азота на дислокациях. [c.210]

В первом приближении развитие процессов деформационного старения состоит в увеличении числа точек закрепления дислокационной линии прит месными атомами и увеличении количества этих атомов в районе точек закрепления. В образцах, растянутых на 5 и 1 % со скоростью 1000 мм/ч, деформационное старение протекает наиболее интенсивно и его механизм заключается, очевидно, только в сегрегации примесей, т. е. старение протекает в одну стадию. Деформирование же стали с меньшими скоростями (0,14 и 140 мм/ч) вносит меньшее количество свежих дислокаций, тем самым создавая условия для протекания второй стадии старения —образования тонкодисперсных выделений второй фазы в местах скопления примесных атомов. Рассматриваемая система при этом будет обладать более высокой свободной энергией, чем при выделении на дислокациях. Следовательно, старение при 650° С должно приводить к растворению матричных выделений и дополнительной сегрегации их на дислокациях. [c.210]

Образцы стали 0Х18Н10Ш на разных этапах старения подвергали электронномикроскопическому исследованию. Изучение фольг, приготовленных из испытанных по различным режимам образцов, позволило-установить существенное влияние скорости предварительной деформации на дислокационную структуру стали при старении. Так, в образце,, растянутом на 5% при 8 = 140 мм/ч и состаренном при 650° С в течение 14 ч, наблюдается сетка из винтовых и краевых дислокаций, способствующих упрочнению материала (рис. [c.211]

Старение, обусловленное распадом пересыщенных твердых растворов, вызывает изменение механических и физических свойств сплава прочности, твердости, электросопротивления, коэрцитивной силы, стойкости против коррозии и др. Процессы, протекающие на первых стадиях старения (появление субмикро-скопической неоднородности в распределении атомов растворенного компонента в пересыщенном твердом растворе, когерентная связь двух различных решеток, выпадение весьма дисперсных частиц), приводят к упрочнению сплава, увеличению его твердости, повышению сопротивления сплава пластической деформации, связанному с тем, что изменения структуры сплавов на этих стадиях старения затрудняют перемещение дислокаций при пластической деформации. [c.12]

Кратковременное динамическое старение образцов при комнатной температуре (пластическая деформация е л При этом составила 0,05%) сравнительно мало увеличивает редел упругости о,ов с 88 до 95 кгс/мм. При последующем после деформации нагреве до 4М° С наблюдается дальнейшее повышение предела упругости до 103 кгс/мм . пределы текучести и прочности, а также твердость после такой обработки, как показали наши опыты, практически не изменяется. Как известно, пластичеси ая деформация вызывает появление Свежих дислокаций. При нагреве после малых степеней деформации идет термически активируемый процесс перераспределения наи( лее подвижных дислокаций, что, в свою очередь, приводит к релаксации локальных пиковых [c.46]

С выделением карбида типа MeaaQ связано повышение относительной плотности в первой половине испытаний, так как с увеличением плотности дислокаций при отсутствии очагов разрушения плотность металлов незначительно понижается. Об этом же свидетельствует наличие корреляционной связи между изменением относительной плотности и количеством карбидной фазы при изотермическом старении и в отсутствии пластической деформации. [c.118]

Выделение внутри зерен твердого раствора высокодисперсных равномерно распределенных частиц упрочняющих фаз, например, в процессе закалки и старения, сильно повышает а,, дисперсное упрочнение ). Упрочнение при старении объясняется торможением дислокаций зонами Гинье—Престона (ГП) или частицами выделений. [c.116]

Под старением понимают изменение свойств стали, протекающее во времени без заметного изменения микроструктуры. Эти процессы происходят главным образом в низкоуглеродиствъх сталях. При старении за счет скопления атомов углерода (азота) на дислокациях (атмосферы Котрелла) или выде.аения избыточных [c.189]

Рассмотрим теперь, каким образом парная дислокация i сверхрешетке взаимодействует с частицами. Расчеты в этом случае выполняют по принципам, выработанным Гляйтером и Хорнбогеном [21], но используют уравнения, предложенные другими авторами [20], [22]. В то время как первая дислокация просто вызывает сдвиговую деформацию частиц (см, рис.3.5), вторая дислокация увлекается вперед теми АРВ, которые остаются во всех частицах, перерезанных первой дислокацией. При условии, что обе дислокации одинаковые по форме, а расстояние х между ними достаточно мало, но больше г , вторая дислокация может располагаться вне всех этих частиц. Такое положение возможно, когда длительность старения велика. Следовательно, в состоянии равновесия полное напряжение продвигающее вперед вторую дислокацию, уравновешивается отталкивающей силой, действующей между этими двумя дислокации, т.е. [c.96]

Влияние дислокаций на образование зон Г—П не обнаружено, хотя оно возможно из-за наличия полей напряжений дислокаций. Выделение промежуточной фазы 6" на дислокациях в плоскостях 100 при старении (125° С, 10 мин) показано при злектронномикроскопическом исследовании па просвет (Мак Лин). [c.234]

В сложных кобальтовых сплавах с 3-структурой (40% Со 20% Сг 15% Ni -13% Fe 2-6% Мп -0,5% Si -0,1 /о С, сплав К40НХМ), как показывают электронномикроскопические исследования на просвет, по-видимому, при старении имеет место взаимодействие с дислокациями комплексов из примесных атомов замещения и внедрения [186—188]. [c.235]

При старении сплавов А1 — Ag промежуточная фаза у зарождается в твердом растворе на дефектах упаковки, что приводит к непрерывному переходу структуры матрицы в структуру выделения (Никольсон и Наттинг). Методами малоуглового рассеяния рентгеновских лучей и электронной микродифракции было показано, что само выделение -фазы содержит дефекты упаковки. Однако по мере роста частиц фазы структура ее становится более совершенной. Из-за различия в структуре у никогда не бывает полностью когерентна и на поверхности раздела должны быть частичные дислокации, что уменьшает напряжения решетки. [c.235]

Роль дефектов упаковки при старении кобальтовых сплавов подробно изучена в работе [186—188]. Для выявления сегрегаций Сузуки была разработана, в частности, методика измерения интенсивности рассеяния рентгеновских лучей под малыми углами. Сплавы на основе кобальта удобны тем, что изменение состава приводит к значительному изменению энергии дефектов упаковки 7- При содержании 30% Ni у 10 дж1см (1 эрг/см ). Малая величина у обеспечивает значительное расщепление дислокаций и большую плотность дефектов упаковки даже после небольшой деформации. Исследовались сплавы с основой р-Со (18—28% Ni и 5% Nb). В этих сплавах при старении образуется промежуточная фаза, изоморфная матрица, с упорядоченной структурой типа uaAu. Поскольку различие в атомных диаметрах кобальта и никеля, с одной стороны, и ниобия, с другой, значительно, можно было ожидать сильного взаимодействия примесей с дефектами. После закалки и деформации отмечалось большое количество расщепленных дислокаций. После старения обнаруживались пластинки промежуточной фазы [длиной несколько микрон и толщиной 10—15 нм ( 100— [c.237]

Для анализа результатов была использована модель Калиша, согласно которой дислокации, возникающие в результате деформации, группируют атомы углерода вдоль своих линий, заблокированные атомы диффундируют вдоль линий дислокаций под действием поля упругих напряжений. Возникает градиент концентрации углерода между обедненной зоной вокруг области взаимодействия и окружающей областью, который приводит к диффузии атомов углерода к дислокациям. При этом возможно обратное растворение е-карбида, поскольку, как показывает расчет, число атомов, попадающих в сферу взаимодействия, достаточно велико. С повышением температуры старения до 400° С размер обл астей взаимодействия дефектов структуры с атомами углерода быстро уменьшается и сила притяжения со стороны дислокаций ослабевает. [c.277]

В мартенситно-стареющих хромоникелевых сплавах состояние максимального упрочнения Тупр при низкотемпературном старении (400—500° С), по-видимому, соответствует метаста-бильному состоянию неоднородного твердого раствора (аналогично зонной структуре в алюминиевых сплавах), в образовании которого большую роль играет высокая плотность дефектов (дислокаций). Максимальное упрочнение на этой стадии наблюдается в мартенсите, концентрация дефектов в котором более высокая. (При старении мартенсита, полученного холодной деформацией или обработкой холодом, упрочнение выше, чем при отпуске мартенсита.) [c.313]

Как известно, зуб и площадка текучести на диаграмме растяжения обусловлены закреплением дислокаций атмосферами Коттрелла (атомами внедрения — углерода и азота) и вырывом дислокаций из закрепления при достижении предела текучести Площадка те кучести обусловлена движением свободных, вырванных из закреп ления дислокаций при постоян ном напряжении Следовательно, ответственными за деформацион ное старение являются находящи еся в твердом растворе атомы внедрения Атомам азота принад лежит главная роль в иницииро вании склонности к деформаци онному старению Причиной это го является большая раствори [c.159]

Quen h-age embrittlement — Хрупкость при старении после закалки. Охрупчивание малоуглеродистых сталей, вызванное вьщелением углерода из твердого раствора на дислокациях, и дисперсионным твердением стали из-за различной растворимости углерода в феррите при разных температурах. Охрупчивание при послезакалоч-ном старении обычно вызвано быстрым охлаждением стали от температуры ниже точки (температура начала образования аустенита) и может быть минимизировано закалкой от более низких температур. [c.1024]

Твердость и прочность никелевого мартенсита с низким содержанием углерода относительно небольшая (0в=9ОО-н1ООО Н/мм= ), но он довольно вязок и пластичен (i j >10 000 Н/мм , 1 =.75— 85%, ан=200-ь300 Дж/см ). Благодаря наличию никеля значительно ослабляется сопротивление кристаллической решетки перемещению дислокации. Уменьшается энергия взаимодействия дислокаций И внедренных атомов. Деформационное упрочнение невелико, поэтому1 в таком состоянии эти стали легко подвергаются холодной деформации. Повышение прочности становится значительным только после 50—60%-ной холодной деформации. Под воздействием холодной деформации возрастает плотность дислокаций мартенсита, которые вызывают не только увеличение прочности. Но и способствуют равномерному образованию выделений по всему поперечному сечению, ускоряют диффузию легирующих компонентов и этим увеличивают прочность при старении (см. рис. 114). [c.256]

При исследовании внутреннего трения в а-железе, содержащем водород, при низких температурах [274—276] были обнаружены два пика внутреннего трения. Первый пик наблюдался при 50К у наводороженных образцов, не подвергавшихся старению. Ему соответствовала энергия активации 12,5 кДж/моль (3,0 ккал/моль), и происхождение его связывалось с атомарным водородом, распределенным по меладуузлиям кристаллической решетки железа. При старении образца этот пик постепенно исчезает, и взамен его при 105К появляется второй пик E t 25,l кДж/моль (6,0 к,кал/моль). Считают, что этот процесс связан с диффузией свободных атомов водорода к дислокациям и созданием вблизи них специфических атмосфер . При [c.85]

В настоящее время уже является классическим представление о том, что при высокой температуре растворенные атомы и вакансии беспорядочно распределены в твердом растворе. Невозможно заморозить такое состояние без изменений при закалке, так как твердый раствор становится пересыщенным относительно вакансий и растворенных атомов. Таким образом, сплав выделяет избыточные вакансии и растворенные атомы в той или другой форме. Избыточные вакансии конденсируются с образованием дислокационных петель либо на дислокациях, вызывая переползание, часть вакансий удерживается в растворе в результате взаимодействия с растворенными атомами [195, 196]. Однако значительная доля растворенных атомов сегрегирует, образуя скопления или группы [197]. Рост этих скоплений, предвыделений по Гинье, при старении или при замедленном охлаждении при закалке приводит к образованию зон, обогащенных растворенным веществом и когерентных с матрицей [198, 199]. Последнее вызывает аномальные дифракционные эффекты [197]. [c.256]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...