Твердые растворы, распад

С понижением температуры р-твердый раствор распадается вследствие ограниченной растворимости компонентов в а-модификации. Линии ас и Ьс соответствуют температурам начала распада р-твер-дого раствора. При температурах ниже линии ас в равновесии находятся кристаллы твердых растворов р и а, состав которых определяется линиями ас (р-фаза) и ad (а-фаза). [c.113]

Термодинамика выделения фаз при распаде твердых растворов. Распад характерен для твердых растворов, имеющих ограниченную и изменяющуюся с температурой растворимость. Распад происходит у твердых растворов тех составов, которые в определенном диапазоне температур становятся пересыщенными. При этом возможно выделение фаз твердого раствора другого типа и состава или промежуточных фаз. Для технических сплавов наиболее частый случай — распад с выделением промежуточных фаз (карбидов, нитридов, гидридов, интерметаллидов), отличающихся от исходного твердого раствора типом кристаллической решетки. Изменение свободной энергии твердого раство- [c.496]

Кинетика выделения фаз при распаде твердых растворов. Распад с выделением фаз происходит по механизму образования и роста зародышей в соответствии с общими закономерностями этого механизма. Помимо затрат выделившейся объемной свободной энергии на приращение поверхностной энергии и компенсацию энергии упругих деформаций, образование зародышей тормозится еще и необходимостью больших флуктуаций концентрации. Поэтому для начала распада требуются большие степени переохлаждения (пересыщения) и длительные выдержки при соответствующих температурах. В то же время при данных температурах должны заметно развиваться процессы диффузии растворенных компонентов. Общая скорость образования новой фазы в зависимости от степени переохлаждения описывается кривой с максимумом. Чем больше степень переохлаждения, тем меньшие размеры имеют устойчивые зародыши, способные к росту. В координатах температура — время процесс описывается С-образной кривой. В реальных металлах возникновение зародышей облегчается наличием дефектов кристаллического строения. [c.497]

С учетом всех имеющихся экспериментальных данных [1,2] в работе [3] приведена схема наиболее вероятного строения диаграммы состояния системы Fe—Тс (рис. 306), в которой предполагается, что фаза о образуется по перитектической реакции из Тс и жидкой фазы, а (6Fe) — твердый раствор распадается по эвтектоидной реакции на (yFe) и фазу о. [c.564]

Мы уже немало знаем о распаде твердых растворов. Но пока за кадром остается самое интересное почему твердый раствор распадается Можно, конечно, утверждать с видом знатока, что причина этого явления — понижение свободной энергии. Утверждение будет, несомненно, верным, но мало что разъяснит. Надо проследить за изменениями энергии и энтропии и понять механизм этого понижения. [c.164]

Область применения закалки — материалы (в основном сплавы), имеющие превращения в твердом состоянии (переменная растворимость, полиморфные превращения твердых растворов, распад высокотемпературного твердого раствора по эвтектической реакции и др.). [c.133]

Так же, как и хром, при температурах, близких к температуре плавления, никель образует с железом непрерывный ряд твердых растворов, имеющих, однако, ГЦК решетку (рис. 7.7). При снижении температуры 7-твердый раствор распадается на а + 7. Равно- [c.187]

При высокотемпературном нагреве полуферритных и феррит-ных сталей увеличивается способность твердого раствора к растворению карбидных или интерметаллидных фаз при одновременном и очень сильном росте зерна. При быстром охлаждении пересыщенный твердый раствор распадается с выделением этих фаз как в самих кристаллах, так и особенно по границам зерен, сообщая стали высокую хрупкость. Часто эту хрупкость называют высокотемпературной. [c.50]

Следует отметить, что присадка титана или ниобия к 5%-ным хромистым сталям полностью не предохраняет их от закалки на воздухе при сварке. Это связано с тем, что очень высокий нагрев при сварке переводит часть карбидов в твердый раствор и поэтому при последующем охлаждении пересыщенный твердый раствор распадается, повышая твердость. Однако это повышение [c.69]

Закалка — термическая обработка, в результате которой в сплавах образуется неравновесная структура. Неравновесные структуры при термической обработке можно получить только в том случае, когда в сплавах имеются превращения в твердом состоянии переменная растворимость, полиморфные превращения твердых растворов, распад высокотемпературного твердого раствора по эвтектоидной реакции и др. Для получения неравновесной структуры сплав нагревают выше температуры фазового превращения в твердом состоянии, после чего быстро охлаждают, чтобы предотвратить равновесное превращение при охлаждении. [c.142]

При охлаждении до температуры 970° С в сплавах промежуточного состава -твердый раствор распадается на два p-Nb и P-Zr, а в сплавах, богатых цирконием, при температуре 862° С и ниже в зависимости от содержания циркония происходит полиморфное превращение -Zr в a-Zr. [c.175]

Когда система неустойчива по отношению к флуктуациям второго типа, происходит превращение одновременно по всему объему. Эта реакция, следовательно, гомогенная, и ее можно сравнить с химическими реакциями в парах или в однофазной жидкости. Необходимые для такого перехода условия могут выполняться в случае некоторых переходов порядок — беспорядок в сплавах или в случае процессов выделения, когда пересыщенный твердый раствор распадается на две фазы, имеющие. одинаковую структуру, но разные составы и периоды решетки. При переходах между твердыми фазами с различной структурой обычно невозможно избежать образования зародышей, так как эти структуры не могут в силу их различия непрерывно переходить одна в другую, и, следовательно, граница не может быть диффузной. [c.229]

Как и во многих алюминиевых сплавах, при литье сплавов системы А1—Си—Ы—Мп—С марганец образует пересыщенные твердые растворы. Распад твердого раствора при гомогенизации, нагревах под закалку или перед деформацией и в процессе деформации приводит к появлению мелких марганцовистых фаз размером в десятые доли микрона. Наличие марганца в сплаве тормозит рекристаллизацию. Поэтому полуфабрикаты сплавов с марганцем более мелкозернистые. [c.210]

Водородная хрупкость, развивающаяся при малых скоростях деформации, может быть обусловлена распадом пересыщенных относительно водорода твердых растворов под влиянием приложенных напряжений. Если концентрация водорода в металле не слишком велика, то прп закалке в образцах фиксируется пересыщенный относительно водорода твердый раствор. В таком состоянии металл не склонен к водородной хрупкости при больших скоростях деформации, но если пластическая деформация протекает медленно, то твердые растворы распадаются с образованием тонких пластинчатых выделений гидридов. В дальнейшем механизм этого разрушения аналогичен гидридной хрупкости первого рода, описанной выше. [c.317]

В а-титановых сплавах водородная хрупкость может развиваться не только при больших, ио и при малых скоростях перемещения траверс разрывной машины. Как было показано выше (см. стр. 318), водородная хрупкость при малых скоростях испытания наиболее интенсивно развивается в закаленных а-сплавах. Избыточные выделения гидридов, имеющие, как правило, пластинчатую форму, являются причиной водородной хрупкости а-сплавов при больших скоростях перемещения траверс разрывной машины, а пересыщенные относительно водорода твердые растворы распадаются под длительным действием приложенных напряжений, также приводя к хрупкости материала. [c.384]

Для выявления микроструктуры необходимо тщательно приготовить металлографический шлиф механическим полированием. Однако необходимо иметь в виду, что такое полирование может вызывать в поверхностном слое сталей с метастабильным твердым раствором распад у ог. В таких случаях деформированный слой должен быть удален электролитическим полированием. [c.185]

В общем виде диаграммы состояний для случаев, когда образовавшийся твердый раствор распадается, представлены на фиг. 65. [c.75]

Эвтектоидное превращение. Эвтектоидное превращение представляет собой случай, когда не жидкий, как в случае эвтектической кристаллизации, а твердый раствор распадается с образованием механической смеси фаз. Эвтектоидное превращение и должно быть поэтому похожим на эвтектическую кристаллизацию, изученную А. А. Бочваром. [c.152]

Обычный легирующий компонент в цинковых сплавах — алюминий (до 5—10%). В системе А1—2п возможно образование двух твердых растворов р-твердый раствор (почти чистый цинк) и а-твердый раствор на основе алюминия, но растворяющий до 83% 2п (такой твердый раствор на основе алюминия может содержать 83% 2п и только 17% А1). В определенном интервале температур и концентраций а-твердый раствор распадается на два твердых [c.448]

Обычный легирующий компонент в цинковых сплавах — алюминий (до 5—10%). В системе А1—Zn (рис. 459) возможно образование двух твердых растворов 3-твердый раствор (почти чистый цинк) и а-твердый раствор па основе алюминия, но растворяющий до 83% Zn (такой твердый раствор на основе алюминия может содержать 83% Zn и только 17% А1). В определенном интервале температур и концентраций твердый раствор распадается на два твердых расгвора той же кр71сталли-ческой структуры, богатой (аг) и бедной i(ai) цинком. [c.628]

В ряде двухфазных и 0-сплавов титана, помимо перечисленных выше фаз, могут появляться и различного вида интерметаллические соединения или их предвь]деле-ния. Скорость распада 0-фазы на ач)]азу и интерметаллическое соединение зависит от звтектоидной температуры и энергии активации образования интерметалличе-ского соединения. В системах с Си, N1, Ад, Аи происходит быстрый распад 0-твердо-го раствора. В системах с Со, Сг, Мп, Ре 0-твердый раствор распадается медленно, и перед выделением интерметаллической фазы образуются промежуточные состояния. Например, перед образованием соединения ЛСг, (7-фаза) в сплавах, содержащих хром, может образоваться промежуточная 7 ч)заза, являющаяся предвыделе-нием 7-фазы. Интерметаллические соединения имеют резко отличный от титана электрохимический потенциал и в ряде случаев кардинально изменяют физикомеханические и электрохимические свойства сплавов. I [c.11]

Слитки промышленных сплавов гомогенизируются в однородной области (см. рис. 77) существования фазы а. Быстрое охлаждение из области существования фазы а приводит к фиксации пересыщенного твердого раствора. При этом можно ожидать, что существенное упрочнение при распаде твердого раствора должно быть возможным. Однако этого не наблюдается для состава обычных промышленных сплавов системы А1 — Mg. Низкое упрочнение во время распада твердого раствора объясняется тем, что при этом отсутствуют зоны ГП. Во время отжига или при нагревах в двухфазной области пересыщенный твердый раствор распадается и происходит выделение переходной (промежуточной) фазы р (на плоскостях 100 и 120 ) и равновесной фазы p(Mg5Al8) [97, 98]. Обычно эти выделения зарождаются гетерогенно по границам зерен и на дислокациях, поэтому они не распределены достаточно равномерно и тонко, чтобы давать значительный упрочняющий эффект. [c.223]

При этом большинство легирующих добавок переходит в твердый раствор г. ц. к., как это видно на рис. 85. В результате быстрого охлаждения до комнатной температуры может быть получен твердый раствор, пересыщенный вакансиями, медью и другими легирующими добавками. Во время старения при температурах от комнатной до температуры, соответствующей линии предельного растворения (см. рис. 85), пересыщенной твердый раствор распадается. В определенных условиях это может приводить к значительному упрочнению сплава. Распределение медн в сплаве оказывает также определяющее влияние на сопротивление межкристаллитной коррозии и КР- Термодинамически устойчивый конечный продукт распада пересыщенного твердого раствора А1 — Си представляет собой двухфазную структуру, состоящую из насыщенного твердого раствора а (г. ц. к.) и равновесной фазы 9, имеющей тетрагональную кристаллическую решетку и близкой по составу соединению СиАЬ. Из-за различия кристаллических решеток равновесная фаза 0 некогерентна с твердым раствором г. ц. к. Высокая межфазная энергия поверхности раздела фаз (>1000 эрг/см ) [119] приводит к высокой энергии активации для зарождения фазы 0. Поэтому образованию равновесной фазы может предшествовать ряд превращений метаста-бильных фаз, энергия активации которых при зарождении ниже. Последовательность образования выделений достаточно полно была изучена и может быть представлена в виде следующего ряда [97, 119, 120] [c.235]

При нагревании (отпуске) мартенсит — неустойчивый пересыщенный твердый раствор — распадается на феррит и цементит. Чем выше нагрев и длительнее выдерл<-ка при отпуске, тем крупнее частицы цементита. Мелкодисперсные частицы цементита, выпадающие при отпуске в теле зерна феррита, упрочняют его. Чем крупнее частицы (т. е. чем выше и длительнее отпускной нагрев), тем меньше твердость и прочность, выше пластичность отпущенной стали, [c.39]

Установлено, что в сплавах системы протекают два перитектичес-ких превращения Ж + (5Fe) (yFe, уМп) при температуре 1473 °С и Ж + (ЙМп) (yFe, уМп) при температуре 1232 °С. Линии ликвидуса и салвдуса фазы (yFe, уМп) имеют точку минимума при концентрации 86 % (ат.) Мп. Практически в сплавах с той же концентрацией Мп (86,5 % (ат.)) при температуре 1155 °С конгруэнтно образуется из твердого раствора (yFe, уМп) твердый раствор (рМп), значительную область гомогенности. Твердый раствор распадается по эвтектоидной реакции при температуре ии С на (yFe, уМп) + (аМп). В сплавах системы существует рерьшный ряд твердых растворов на основе (yFe, уМп). Изучение Мп на превращение (aFe) (yFe) методами микроструктур-ной гЛ ° ского анализов показало [X], что границы двухфаз-в ( Fe) + (yFe, уМп) при температуре 400 °С расположены [c.509]

Подобно жидкости, которая может при охлаждении расслаиваться на две несмешиваемые жидкие фазы, образовавшийся гомогенный твердый раствор распадается при охл ажде-нии на два твердых раствора одинаковой кристаллической структуры, но разного состава. Кривая XyzwM представляет границу области однородного твердого раствора, а сплав, соответствующий точке р, сог стоит из двух твердых растворов состава у и ш. В рассматриваемом случае вероятно, что вершина кривой в точке Z всегда плавно закруглена. [c.14]

При достаточно высоких температурах (но ниже температуры плавления) оба металла неограниченно растворимы друг в друге. В точности как медь и никель. Но если там при охлаждении твердые растворы распадались, то здесь они упорядочиваются. Всего существуют три сверхструктуры. В центре— uAu, а по краям — близнецы [c.183]

В настоящее время получили распространение гранулируемые алюминиевые сплавы, отличающиеся высоким содержанием легирующих элементов (Мп, Сг, 7г, Т1, V), нерастворимых или малорастворимых в алюминии. Гранулирование (получение гранул — литых частиц с диаметром от нескольких миллиметров до десятых долей миллиметра) осуществляют распылением расплава с высокими скоростями охлаждения (Ю" —10 °С/с) в воде. При этом образуются пересыщенные переходными металлами твердые растворы на основе алюминия одновременно изменяется структура грубые первичные и эвтектические включения ингерметаллидов (присущие слиткам, получаемым по обычной технологии) становятся более тонкими и равномерно распределенными, что повышает механические свойства сплавов. Из гранул изготавливают прессованные полуфабрикаты и листы любых алюминиевых сплавов. В процессе горячей деформации при получении полуфабрикатов аномально пересыщенные твердые растворы распадаются с выделением дисперсных частиц интерметаллидов. Таким образом, технологический нагрев до 400—450 °С при изготовлении полуфабрикатов является упрочняющим старением сплава. Роль закалки для таких сплавов играет кристаллизация при больших скоростях охлаждения. [c.190]

Во время охлаждения большая часть углерода и возможно других элементов не успевает выделиться в виде скоагулирован-ных карбидов. Поэтому быстро охлажденная ферритная фаза, с одной стороны, сильно пересыщена углеродом, который в кристаллической решетке феррита распределяется неравномерно в виде атомных групп и тем самым создает искажение в кристаллической решетке, и вследствие этого появляется хрупкость. С другой стороны, высокотемпературный нагрев стали в присутствии углерода, азота и других примесей приводит к обогащению ими межкрйсталлических слоев, лежащих на границе зерен, и способствует образованию у-твердого раствора. При последующем быстром охлаждении у-твердый раствор распадается с образованием мартенсита. [c.51]

Наиболее распространенный алюминиевый сплав высокой прочности— дуралюмин, является одновременно и типичным сплавом низкой коррозионной стойкости. Дуралюмин чаще всего подвержен местной или межкристаллитной коррозии. Наиболее опасной для потери прочности язля-ется межкристаллитная коррозия, для потери герметичности емкостей — местная. Причина местной (точечной или язвенной) коррозии связана с частичной (местной) потерей пассивности дуралюмина вследствие недостаточной прочности защитной пленки. Межкристаллитная коррозия объясняется выделением соединений меди uAl2 из твердого раствора (распад гомогенного твердого раствора меди в алюминии) при недостаточно резкой (замедленной) закалке или после нагрева деталей свыще 100 °С. При выделении СиА1г по границам зерен слой твердого раствора в зонах зерна, прилегающих к границам, обедняется медью н вследствие этого приобретает более электроотрицательный потенциал, становясь анодной зоной и преимущественно разрушаясь. [c.267]

Высокая прочность (85 кгс/мм ) соединений из жаропрочных (1N155) и конструкционных аустенитных и мартенситных сталей JSJ347 и AJSJ34, практически независящая от зазора в пределах 0,02—0,1 мм, получена при пайке припоем, содержащим 82% Au и 18% Ni, несомненно, благодаря относительно малой энергии ДУ золота и его высокой способности к контактному упрочнению. Энергия ДУ этого сплава, вероятно, меньше, чем у золота, так как энергия ДУ никеля примерно равна 400 эрг/см однако при введении никеля в сплавы обеспечивается невысокая температура соли-дуса (950° С). При охлаждении этого припоя твердый раствор распадается на два твердых раствора на основе золота и никеля. [c.61]

В настоящее время используют гранулированные алюминиевые сплавы с высоким содержанием переходных металлов (Ре, №, Со, Мп, Сг, Тх, Т V п др.), в малой степени растворимые алюминием. Гранулы — литые частицы диаметром 1—4 хмм. Капли жидкого металла для образования гранул охлаждаются в воде (10 -10 °С/с),. что позволяет получить сильно пересыщенные твердые растворы. В процессе нагрева (400-450Х) при изготовлении из гранул деформированных полуфабрикатов твердый раствор распадается с выделением дисперсных частиц интерметаллидов, которые упрочняют сплав. [c.354]

Упрочнение сплавов подобного типа в данном случае будет тем меньше, чем выше концентрация компонента В или соответственно в структуре сплавов будет больше количество эвтектики и относительно меньше пересыщенного а-твердого раствора, распад которого при старении обеспечивает повышение твердости и прочности. Большое влияние на эффект старения оказывает природа Р-фазы, являющейся фазой-упрочнптелем. [c.126]

Процессы полного распада твердого раствора при охлаждении составляют сущность фазовой перекристал.гтзации одна фаза (твердый раствор), распадаясь, образует две или несколько новых твердых фаз. Процессы фазовой перекристаллизации будут подробно рассмотрены в п. 22, когда мы будем изучать процессы вторичной кристаллизации сталей и теорию их термической обработки. А пока отметим только, что сплавы, подвергающиеся фазовой перекристаллизации, так же способны к закалке и отпуску, как и сплавы, твердый раствор которых изменяет при охлаждении свою концентрацию. Сплавы, в структуре которых происходит фазовая перекристаллизация, могут подвергаться также особому виду отжига — фазовому отжигу и нормализации. [c.73]

Закаленный сплав находится в метастабильном состоянии и обладает повышенной овободной энергией. При закалке без ноли-М(Орфного. превращения и 1В подавляющем большинстве случаев цря закалке с полиморфным превращением образуется пересы-щеняый твердый раствор и закаленный сплав стремится понизить свою свободную энергию, в результате чего твердый раствор распадается. Уже при комнатной температуре могут образо вываться выделения из пересыщенного раствора, однако в большинстве сплавов диффузионная подвижность атомов при комнатной температуре недостаточна, чтобы распад раствора прошел в необходимой степени за приемлемое время. Поэтому для иЗ Ме-нения структуры и овойств закаленного сплава его назревают — подвергают старению или отпуску. [c.277]

Наконец, при очень большой скорости охлаждения, отвечающей, например, для углеродистой стали, охлаждению в воде, углерод не успевает выделиться из твердого раствора, распад аустенита на фер-рито-карбидную смесь полностью подавляется, но решетка у-железа перестраивается в решетку а-железа, и сталь получает структуру мар- [c.254]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...