Метастабильная фаза

Если в решетке р-фазы нет плоскости, которая могла бы сочленяться с исходной, то превращение протекает ступенями. На первой ступени образуется промежуточная метастабильная Р -фаза. Решетки этой промежуточной фазы отличаются тем, что она уже имеет такую плоскость, по которой может быть осуществлена когерентная связь р -фазы с исходной решеткой а -фазы. На второй ступени совершается переход р —>р, если между ними может быть осуществлена когерентная связь в противном случае должна образоваться вторая метастабильная фаза и т. д. [c.143]

Так проходит процесс распада пересыщенного твердого раствора в условиях достаточно низких температур. Этот процесс характеризуется образованием когерентных связей между фазами. Если температуру сплава повышать, то вследствие увеличения тепловой подвижности атомов и наличия напряжений на границах раздела когерентных фаз развиваются новые процессы. Когерентная связь разрывается (явление срыва когерентности), метастабильные фазы переходят в устойчивую р-фазу, кристаллики. р-фазы растут, стремясь принять округлую форму. Когда описанные процессы пройдут полностью, структура и фазовый состав станут такими же, как и в случае медленного охлаждения. [c.144]

В заключение описания процессов старения следует отметить следующее. Во-первых, не всегда состояние старения с образованием зон Г. П. соответствует максимуму прочности, во многих сплавах максимум прочности наблюдается при образовании метастабильной фазы 0. [c.574]

При определенных условиях метастабильная фаза переходит в стабильную, что сопровождается снижением свободной энергии. Этот переход обычно ведет к нарушению когерентной связи решеток и образованию обычной межфазной границы (рис. 65). [c.105]

Основным является сложный карбид W (метастабильная фаза) в его решетке недостает атомов С при этом часть атомов W замещается атомами Сг и V. [c.251]

При ускоренном охлаждении и больших степенях переохлаждения вместо стабильной фазы 0 часто образуется метастабиль-ная фаза 0, содержащая обычно меньше растворенного компонента, чем в стабильной (см. рис. 13.6). Фаза 0 зарождается гетерогенно предпочтительно на малоугловых границах блоков внутри зерен, скоплениях вакансий и отдельных дислокациях. Они имеют полностью или частично когерентные границы раздела. Возникновение метастабильных фаз обусловлено меньшим значением энергетического барьера при их зарождении, чем стабильных. Кроме того, для возникновения метастабильной фазы требуются меньшие концентрационные флуктуации. При длительной выдержке может произойти переход 0 в 0, в результате чего будет достигнуто равновесное состояние сплава с минимальной свободной энергией. [c.498]

Прочность и твердость сплава с увеличением продолжительности старения, как правило, вначале возрастают, достигают максимума, а затем снижаются (рис. 13.8). Чем выше температура старения, тем скорее достигается этот максимум. Дальнейшее снижение прочностных свойств связано с перестариванием. Последнее вызвано коагуляцией образовавшихся выделений, которая приводит к укрупнению частиц фаз и уменьшению их числа в единице объема. Другой процесс при перестаривании — переход метастабильных фаз в стабильные и замена когерентных границ раздела некогерентными. При достаточно низких температурах старения процесс перестаривания не достигается. Упрочнение при этом развивается непрерывно с затуханием во времени. [c.499]

Для всякой метастабильной фазы существует некоторый минимальный размер, которым должно обладать образовавшееся внутри нее вследствие флуктуаций скопление другой фазы, чтобы эта другая фаза оказалась устойчивее первоначальной. При меньших размерах основная фаза остается все же устойчивее этих флуктуаций и они исчезают. Такие скопления новой фазы, обладающие минимальными размерами, называются зародышами. [c.230]

Величина работы образования зародыша новой фазы 1п[1 является в этом смысле мерой устойчивости исходной метастабильной фазы. [c.232]

Следует иметь в виду, что при динамическом нагружении новые фазы образуются, если время ударного сжатия образца существенно больше времени превращения. Если это условие не выполняется, то образуются метастабильные фазы или смеси равновесных и метастабильных фаз. [c.40]

При закалке полиморфное превращение осуществляется по мартенситному типу, сопровождающемся образованием метастабильных фаз (а, а", со), или после закалки образуется Р-фаза (в системе титановых сплавов), или 7-фаза (в системе сплавов на основе железа), которые, будучи неустойчивыми, претерпевают превращения при нагреве (старение, отпуск). У сплавов на основе титана а -фаза по свойствам значительно отличается от мартенсита стали она имеет пониженную прочность и повышенную пластичность. [c.121]

Старение используют только для материалов, которые находятся в закаленном ( стоянии или содержат метастабильные фазы. Основная цель этого вида обработ-. ки—распад метастабильных фаз (а, а", и и р) для достижения высоких значений характеристик прочности. [c.16]

С практической точки зрения особый интерес имеет достижение высокопрочных состояний в наноматериалах, которые удается получить, например, в метастабильных сплавах. Приведенные выше результаты показывают, что ИПД закаленных алюминиевых сплавов также приводит к формированию наноструктуры, но процессы старения в наноструктурных сплавах имеют ряд отличий от крупнокристаллических образцов [347]. В частности, в наноструктурном сплаве 1420 наблюдается формирование наиболее высокопрочного состояния, а также происходит ускорение процессов старения. Другой особенностью наноструктур в алюминиевых сплавах является образование новых метастабильных фаз. Например, в несмешиваемом сплаве А1-11 %Fe, подвергнутом ИПД, выявлено растворение 0,89 ат. % Fe в алюминиевой матрице, что приводит к существенному повышению прочностных свойств сплава в результате выделения дисперсных фаз при последующем старении. [c.202]

Приведенная схема опыта была использована ранее [170, 4] на сплавах Ре—Ni—Со— Мо, которые позволили предположить образование в этих сплавах при Tj 450 - -460° С метастабильной фазы. Такой фазой является обогащенная молибденом (о-фаза, переходящая при —500° С в фазу Лавеса (40, 431. [c.116]

При лазерной обработке имеют место высокие скорости нагрева (до 10 ) и охлаждения (до 5 10 град/с), образование метастабильных фаз, сверхтонкой структуры вещества, пересыщенных твердых растворов, а также может возникнуть аморфная структура. Поверхность можно также насыщать упрочняющими легирующими добавками с высокой скоростью диффузии в жидкой фазе, в отличие от твердой фазы при химико-термической обработке. [c.200]

Для того чтобы новая паровая фаза, образующаяся внутри нагретой метастабильной жидкой фазы, оказалась устойчивой, она должна иметь некоторые минимально необходимые размеры, которые позволили бы скомпенсировать энергетически невыгодный эффект возникновения поверхности раздела между фазами. Такие скопления новой фазы, которые являются устойчивыми в метастабильной фазе, называют зародышами образующейся фазы. Для размеров меньших или больших, чем размеры зародыша, устойчивы обе фазы, поэтому сам зародыш находится в неустойчивом равновесии с первоначальной фазой. [c.259]

Вследствие воздействия образовавшейся фазы на прилегающие объёмы исходной фазы барьер для перемещения межфазной границы существенно меньше, чем энергетич. барьер для однородного перехода. При небольших отклонениях от равновесия фаз барьер для межфазной границы исчезает. При этом рост мартенситной фазы лимитируется только скоростью отвода энергии или взаимодействием границы с дефектами и происходит со скоростью порядка звуковой. Т. к. без-барьерное развитие М. п. не связано с тепловой активацией, то М. п. в низкотемпературную фазу не всегда может быть заморожено быстрым охлаждением и может протекать при Г ОК. При достаточно большом отклонении от равновесия фаз возможна потеря устойчивости исходной метастабильной фазы барьер для однородного фазового перехода исчезает. Соответствующее падение сопротивления упругому искажению, переводящему кристалл в новую фазу, наблюдалось при охлаждении в нек-рых сплавах (In — TI, V3 Si). [c.49]

Образование стабильной фазы приводит сплав к состоянию с минимумом свободной энергии. Однако, если новая стабильная фаза по составу или структуре кристаллической решетки сильно отличается от исходной, нередко возникает метастабильная фаза, которая по составу или структуре является промежуточной. Образование метастабильной фазы хотя н ведет к снижению свободной энер1 пи системы, но оно не обеспечивает ее минимума. Несмотря на эго, образование метастабильной фазы в ряде случаев кинетически более выгодно, так как она лучше сопрягается с решеткой исходной фазы и требует меныпих флуктуаций концентрации. [c.104]

Цементит эго химическое соединепне железа с углеродом -карбид железа Fe ,( . В цементите содержится 6,67 % углерода. Цементит имеет сложную ромбическую рен етку с плотной упаковкой атомов. Температура плавлепия цементита точно не определена в связи с возможностью его распада и принимается примерно равной 1500 °С До температуры 210 °С (точка А ) цементит ферромагнитен. К характерным особенностям цементита относятся высокая твердость HV 1000 (10 ООО МПа) и очень малая пластичность. Цементит является метастабильной фазой. В условиях равновесия в сплавах с высоким содержанием углерода образуется графит. [c.119]

С) приводит к образованию в местах, где располагались зоны ГП-2, дисперсных (тонкоиластинчатых) частиц промежуточной 0 фазы, не отличающейся ио химическому составу от стабильной 0-фазы ( uAl. ), но имеющей отличную кристаллическую решетку. 0 -фаза частично когерентно связана с твердым раствором (рис. 161,в). Повышение температуры до 200—250°С приводит к коагуляции метастабильной фазы и к образованию стабильной 0-фазы (рис. 161, г), имеющей с матрицей некогерентные границы. Таким образом, при естественном старении образуются лишь зоны ГП-1. При искусственном старении последовательность структурных изменений в сплавах А1—Си можно представить в виде следующей схемы ГП-1 [c.325]

Дуралюмины. Дуралюминами называют сплавы А1—Си—Mg, в которые дополнительно вводят марганец (табл. 21). Типичным дуралюми-ном является сплав Д1, однако вследствие сравнительно низких механических свойств производство его заметно сокращается сплав Д1 для листов и профилей заменяется сплавом Д16. Упрочнение дуралюмина при термической обработке достигается в результате образования зон ГП сложного состава или метастабильных фаз S и О. [c.327]

Мартенсит — метастабильная фаза, для которой характерна высокая плотность дефектов кристаллической решетки, особенно дислокаций. Практически сразу после образования мартенсит начинает претерпевать превращения в направлении достижения более равновесного состояния. Этот процесс называется отпуском. Отпуск представляет собой совокупность фазовых и структурных превращений, которая включает перераспределение растворенных компонентов, распад с выделением метастабильных и стабильных фаз и перегруппировку дефектов кристаллической решетки. В зависимости от диффузионной подвижности атомов растворенного компонента отпуск может протекать при комнатной температуре и особенно ускоряется при нагреве. Отпуск возможен также в период завершения охлаждения в случае, когда скорость охлаждения замедляется. Этот процесс называется самоот-пуском. [c.496]

При высоких (закалочных) скоростях охлаждения и степенях переохлаждения в некоторых сплавах типа твердых растворов замещения (алюминиевых, медных, никелевых и др.) образуются особого рода метастабильные фазы, представляющие собой локальные зоны с повышенной концентрацией легирующего элемента. Из-за различия в атомных диаметрах металла-растворителя и легирующего элемента скопление последнего вызывает местное изменение межплоскостных расстояний. Эти зоны называют зонами Гинье — Престона (ГП). Учитывая, что тип решетки не изменяется, зоны ГП часто называют предвыделениями . Они имеют форму тонких пластин или дисков и размеры порядка мкм. Границы их раздела полностью когерентны, поэтому поверхностная энергия зон пренебрежимо мала. У зон малого размера энергия упругих искажений решетки также мала, поэтому энергетический барьер для их зарождения весьма невелик. Зоны ГП зарождаются гомогенно на концентрационных флуктуациях. Особенность образования зон ГП — быстрота и безынкубационность их возникновения даже при комнатной и отрицательной температурах. Это обусловлено повышенной диффузионной подвижностью легирующих элементов, которая связывается с пересыщением сплава вакансиями при закалке. [c.498]

Мы уже указывали, что при сверхбыстрой закалке из жидкого состояния на промежуточной стадии по пути к аморфизации сплавов возникают метастабильные фазы. Для некоторых из них удалось обнаружить резкое повышение температуры перехода в сверхпроводящее состояние. Например, для NbsGe от 6,9 до 17 К [61]. В системах Ag —Ti, Au —Ti, Ag —Ge и Au —Ga для некоторых составов зарегистрирован переход в сверхпроводящее состояние, хотя таковой не обнаружен у компонент этих сплавов. [c.288]

В таком структурном состоянии материал способен сравнительно равномерно поглощать подводимую энергию всем на-гружаемы.м объемом. Иными словами, эффект упрочнения после МТО вызывается главным образом увеличением параметра Vs [уравнение (10), гл. I]. При этом другой структурный фактор, ответственный за упрочнение,— параметр п, отражающий долю предельной энергоемкости, поглощенную в среднем каждым единичным объемом внутри Ка,— существенно не увеличивается. В связи с этим не должно происходить и существенного увеличения предела прочности и предела текучести этих материалов, что подтверждается экспериментом. Но в то же время относительно низкое значение п (по сравнению с его предельным значением) обеспечивает стабильность получаемого эффекта упрочнения и его сохранение при весьма длительных сроках службы материала. Как уже отмечалось (гл. I), при высоких значениях п, характерных для материалов с высокой плотностью дислокаций, эффект упрочнения сказывается главным образом на критериях, характеризующих кратковременную прочность (предел прочности, предел текучести и т. д.). При действии длительных нагрузок эффект упрочнения не является устойчивым вследствие сильного предварительного искажения кристаллической рещетки и образования метастабильных фаз. [c.40]

Микроструктура осажденных вольфрам-рениевых сплавов в области растворимости рения в вольфраме (при содержании рения до 17—20 вес,%) крупнозернистая столбчатая, характерная для фторидного вольфрама. В осадках, содержащих более 17 вес.% рения, начинает образовываться метастабильная фаза типа А-15. Микроструктура сплавов в двухфазной области также столбчатая с включениями мелкозернистой фазы. Сплавы, состоящие из одной фазы А-15, в основном имеют равноосную мелкозернистую микроструктуру. Появление фазы А-15 резко охруп-чивает вольфрам-рениевые сплавы и увеличивает их микротвердость. [c.53]

В сплавах на основе титана в зависимости от химического состава и режимов термической обработки могут образовыватьсп твердые растворы на основе а- и )3-модификаций, упорядоченные и метастабильные фазы, различные интерметаллические соединения. При закалке и отпуске титановых сплавов могут возникать мартенситные фазы а., а" и ш. Мартенситная а -фаза имеет ту же кристаллическую решетку, что и ач(>аза, и отличается от последней лишь большим размытием интерференционных макси мумов. Мартенситная а ч >аза и меет орторомби ческую кристал-лическую решетку с параметрами а = 0,2956- -0,3026 нм б = 0,4970-г0,5110 нм с = 0,465 -i-0,467 нм. Рентгенограммы а"ч 1азы отличаются от рентгенограмм ач])азы расщеплением некоторых интерференционных линий (рис. 5), возрастающим с увеличением содержания легирующих элементов. [c.10]

Закалку титановых сплавов применяют как самостоятельную конечную операцию с целью повышения прочности псевдо- а-сплавов титана вследствие образования а-фазы или с целью получения метастабильных фаз для последующего их распада при старении. Образование различных метастабильных фаз при закалке зависит от концентрации /3-стэбилизирующих элементов в -фазе при нагреве. В одном и том же двухфазном сплаве, изменяя лишь температуру нагрева в двухфазной области, можно в принципе получить после закалки весь набор метастабильных фаз, встречающихся в закаленном состоянии (а, а", ш, р). Чем ниже температура, тем более легирована (3-фаза, тем больше возможность образования после закалки а -, ш-или Р-фазы. Ускоренное охлаждение или закалку применяют также для подавления так называемой " -хрупкости" и повышения коррозионно-усталостной прочности и малоцикловой долговечности. [c.16]

Несмотря на изученность процессов распада метастабильных фаз, в настоящее время объем промь]шленного применения упрочняющей термической обработки (закалка + старение) титановых сплавов невелик. Введение упрочняющей термической обработки требует строгой регламентации исходной структуры металла. На основании детального изучения характеристик работоспособности сплавов с различным уровнем прочности в настоящее время рекомендуются следующие режимы упрочняющей термической обработки (табл. 4). [c.16]

В карамических материалах в результате нарушений структуры происходят различные изменения свойств. Внедрение атомов в междоузлия решетки приводит к распуханию, которое может развиваться и вызывать разрушение материала. Дефекты структуры понижают теплопроводность керамики. Термические пики, особенно образующиеся в конце пути пробега частицы, представляют собой локализованные области высоких температур. Быстрый нагрев и охлаждение в этих областях могут усилить диффузию и привести к образованию метастабильных фаз. [c.142]

Установлено, что повышение температуры аустенизации стали 11Х12Н2МВФБА перед закалкой с 1020 до 1130 С существенно влияет на величину предела выносливости образцов. Более низкая температура закалки (1020°С) обусловливает более резкое снижение предела выносливости с повышением температуры отпуска (с 660,до 545 МПа), чем сталь, закаленная с 1130°С (с 620 до 580 МПа). Сталь, закаленная с 1020 или 1130°С и отпущенная при 600°С, состоит из мартенсита и мелкодисперсных легированных карбидов, причем в стали, закаленной с 1130°С карбидов меньше, чем в стали, закаленной с 1020°С, так как при низшей температуре аустенизации не происходит полное растворение карбидов ниобия а аустенита. Сталь, закаленная от 1020°С, меняет характеристики прочности и пластичности более заметно с изменением температуры отпуска, чем после закалки от 1130°С, т.е. повышение температуры аустенизации обусловли вает большую стабильность свойств стали при повышенных температурах. Высокий предел выносливости стали 11Х12Н2МВФБА после закалки и отпуска при 600 °С достигается в основном за счет выделения упрочняющей метастабильной фазы (Сг, W, Мо, V )j( N) и карбонитридов ниобия Nb( N). Повышение температуры отпуска до 660 и УОО С обусловило-снижение предела выносливости в воздухе соответственно до 580 и 500 МПа вследствие выделения и коагуляции сложного карбида /№,, С . [c.59]

Например, повышение частоты нагружения от 0,3 до 165 Гц приводит к возрастанию усталостной долговечности состаренного сплава Д16 более чем в 20 раз, а сплава, состаренного до метастабильных фаз, только в 1,3 раза Карлашов А.В. и др. (185, с. 76—79]). Считают, что эффект частоты тем сильнее, чем пластичнее металл. [c.116]

W сплава (Н15К20В10), предварительно состаренного при неко- < торой температуре Ту и затем нагреваемого при более высокой температуре Та = Ti + 70° С. При различных в сплаве достигалась одна и та же степень распада (—Ар/р = 40%). Кратковременный нагрев при приводит к реверсу электросопротивления, величина которого определяет степень возврата. Оказалось, что последняя изменяется в зависимости от температуры старения сложным образом (рис. 48, а). Сначала наблюдается рост, замедляющийся при Tj = 500 -550° С, а затем резкое уменьшение при = бТО С. Учитывая данные структурного исследования, можно заключить, что при = 570-f-620° С к процессу классического возврата по Конобеевскому добавляются процесс возврата, связанный с растворением метастабильной фазы типа NigW и выделением более стабильной фазы типа FegW. [c.116]

Белый чугун представляет собой сплав, в котором весь или практически весь избыточный углерод, не находящийся в твердом растворе в железе, присутствует в виде цементита Fej (или специальных карбидов в легированном чугуне). В нелегированном чугуне цементит представляет собой метастабильную фазу, способную распадаться с образованием железа и графита. На рис. 1 линии метастабильных равновесий (цементитная система) PSK, ES, E F и D показаны сплошными, а линии стабильных равновесий (графитная система) P S К, E S, E F и D — пунктирными (в физической химии металлов принят обратный порядок обозначения). [c.8]

Цементит. Карбид железа РезС имеет сложную орторомбическую структуру и является метастабильной фазой, склонной к распаду при наличии соответствующих условий. Стабильность цементита возрастает с давлением. Р. Л. Снежным, Т. П. Ершовой и А. А. Жуковым рассчитаны критические давления, при которых при соответствующих температурах наступает равновесие цементит—графит. [c.12]

Фазовый переход 1-го рода. Превращение одной фазы в др. при ФП 1-го рода требует перестройки системы и преодоления барьера энергетически невыгодных промежуточных состояний. Благодаря этому возможно существование метастабильного состояния старой фазы в области, где абсолютно устойчивой является новап фаза. Метастабильное состояние системы за конечное время превращается в устойчивое в результате процесса флуктуац. возникновения небольших областей новой фазы — зародышей. В первой стадии процесса их число невелико, каждый зародыш растёт независимо от др., эту стадию наз. нуклеацией. В последующей стадии происходит рост и объединение областей новой фазы. На фазовой диаграмме (рис. 1) линия ФП (1) разделяет области давлений Р и темп-р Т, где фазы I и II стабильны. Область существования метастабильной фазы I заштрихована. [c.352]

Под действием внеш. напряжений кроме мартенситной фазы, идентичной образующейся при охлаждении, как выше, так и ниже Л, могут возникать фазы, нестабильные в отсутствие внеш. сил. Так, в монокристаллах сплава Си — А1 — N1 наблюдалась сверхупругость, обусловленная образованием ряда метастабильных фаз. За счёт образования я последующего исчезновения этих [c.527]

Рнс. 6. Магнитная фазовая диаграмма двухподрешёточного ферри-магнетика (на примере ферритов-гранатов) при учёте магнитной анизотропии 2-го порядка. Магнитное поле приложено вдоль оси лёг ког о намагничивания. Схематически ноказаиы магнитные фазы. Сплошные линии—линии фазовых переходов (ФП) 2-го рода, тонкая линия — линия ФП 1-го рода, штрих-пунктирные линии — линии потери устойчивости метастабильных фаз, [c.287]

Сначала рассмотрим подробней функцию формы провала, описываемую формулой (13.39). Подынтегральное выражение является суммой двух членов. Первый член включает в себя функции и константы, относящиеся только к молекуле, а второй — только к фотопродукту. Если вероятности Pi ирг темновых переходов, обуславливающих превращение молекулы в метастабильную форму и обратно без поглощения фотона, сопоставимы по величине, то перед началом выжигания в образце будут присутствовать обе формы конформанта стабильная и метастабильная. Согласно формуле (13.34), они обе вносят вклад в оптическую плотность образца, и поэтому провал выжигается в оптической полосе как стабильной, так и метастабильной фазы. Точно так же, как была выведена формула (13.27) для спектрального провала в случае оптически неактивного фотопродукта, мы можем найти формулу [c.186]

На практике выполнение таких тепловых технологических операций, как химико-термическая обработка, св.чрка, упрочняющая термическая обработка и т. п., может приводить к ряду нежелательных последствий. В частности, отпуск при средних температурах закаленных сплавов критического состава, типа ВТ22, может приводить к самопроизвольному растрескиванию [69]. Всем а + р-сплавам свойственно резкое охрупчивание при отпуске в области средних температур. В тех случаях, когда растрескивания не происходит, возможны значительные поводки (например, при оксидировании двухфазных сплавов). Наконец, при сварке неизбежно образование метастабильных фаз, объемные изменения в которых усиливают охрупчивание зоны термического влияния. [c.27]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...