Твердые растворы упругая деформация решетки

Упругая деформация решетки в твердых растворах [c.171]

Твердые растворы внедрения 150 замещения 145, 174 определение атомных размеров 175-177 упорядочение 207—215 упругая деформация решетки 171 Текстура 311, 312 Температура [c.327]

Начатое более полувека назад Д. К- Черновым изучение процесса образования закаленного состояния стали было продолжено в 30-х годах нашего века трудами Уральской школы металловедов и особенно последними работами Г. В. Курдюмова и его сотрудников. Эти работы подтвердили намеченную Д. К- Черновым схему, согласно которой возникновение закаленного состояния — мартенситное превращение — происходит при определенной температуре, отвечающей точке d. При этом если остановить охлаждение на несколько градусов ниже точки начала мартенситного превращения М , т. е. выше точки Мк, то вследствие нарушения связи между растущей иглой мартенсита и окружающим аустенитом ее рост прекращается, следовательно, останавливается мартенситное превращение и часть аустенита сохраняется (остаточный аустенит). Чем больше содержание углерода в стали, тем ниже точки М и Мк и тем больше сохраняется остаточного аустенита. Мартенситное превращение, происходящее в упругой среде при невысоких температурах (ниже точки М ) является бездиффузионным атомы могут смещаться лишь на доли ангстрема (10" си) без обмена местами в решетке состояние твердого раствора сохраняется происходит только упорядоченная перестройка решетки. Образование и рост зародыша (фиг. 121, а) мартенсита происходит с громадной скоростью, вызывает напряжения и упругую деформацию решетки исходного аустенита, которые ведут к отрыву кристалла мартенсита от основной фазы (фиг. 121, б). В результате рост кристаллов (игл) мартенсита останавливается. Мартенситное превращение усиливается вследствие пла тической деформации [c.183]

Один из механизмов пластической деформации при наличии диффузии связан с направленным перемещением атомов внедрения в поле приложенных напряжений. В напряженной кристаллической решетке атомы внедрения располагаются в междоузлиях неупорядоченно. Например, атомы углерода, входящие в твердый раствор а-железа, располагаются в центре граней или в середине ребра куба (90, б). До приложения нагрузки все ребра и грани куба равноценны. При наличии упругих напряжений а эта равномерность нарушается (рис. 90. а) и растворенные атомы скапливаются преимущественно на растянутых ребрах. Создается различие в растворяющей способности решетки по разным направлениям. [c.154]

Действительно, концентрация насыщения раствора при неизменной дисперсности минерала (влияние упругой деформации на поверхностную энергию пренебрежимо мало) зависит только от температуры, и кратковременное пересыщение в прилегающем тонком слое раствора, вызванное приложенным напряжением вследствие увеличения химического потенциала кристалла, приводит к немедленному обратному осаждению всей растворившейся твердой фазы в виде осадка с ненапряженной решеткой (эпитаксия скажется только на первых моноатомных слоях, что имеет значение для равновесного потенциала металла и скорости растворения минерала в ненасыщенном растворе, но несущественно для минерала в пересыщенном растворе в связи с быстрым образованием толстого слоя осадка). В результате на поверхности кристалла, покрытого этим осадком, восстановится прежнее фазовое равновесие, и влияние напряжений не удастся зафиксировать. Поэтому механохимическое растворение минералов следует изучать в растворах, далеких от насыщения, используя нестационарные кинетические методы. [c.35]

Центры гетерогенного зарождения в случае некогерентных и когерентных выделений могут быть различными. В первом случае превалирующее значение имеет выигрыш в поверхностной энергии и подходящим местом для гетерогенного образования зародыша может явиться граница зерна или поверхность включений. Для когерентного выделения решающее значение будет иметь уменьшение энергии упругой деформации. При наличии искажений постоянная решетки различна в различных участках твердого раствора и в одних участках соответствие с решеткой выделения будет больше, чем в других. Центрами внутренних напряжений (искажений), в частности, служат дислокации они могут быть благоприятными центрами возникновения когерентных выделений. [c.176]

В отличие от чистых сплавов в сплавах промышленной чистоты атомы примесей внедрения в решетке твердого раствора являются центрами искажения, вокруг которых возникают поля упругих напряжений. Движение дислокаций в такой искаженной решетке затруднено, что приводит к увеличению сопротивления пластической деформации. Если в а-сплавах высокой чистоты предел текучести составляет 750 МПа, то в сплавах промышленной чистоты он почти в два раза больше 1200 МПа. [c.166]

С энергетической точки зрения наличие вакантных узлов в кристаллической решетке твердых растворов может повышать их стабильность, так как возникновение вакансий оказывает влияние на энтропию, энергию упругих напряжений и энергию свободных электронов. Вакансии можно генерировать путем закалки с высоких температур, где их равновесное число в связи с влиянием энтропийных факторов больше, чем при низких температурах, а также с помощью процессов облучения, пластической деформации и, наконец, путем легирования. Расчет энергии, [c.199]

НО С тем же расположением атомов, что и в неупорядоченном твердом растворе. Почти идеальные зоны, не приводящие к деформации окружающей решетки, обнаружены в сплавах алюминия с серебром илй цинком. В сплавах алюминий — серебро зоны являются сферически симметричными, и каждая из них окружена обедненной растворенным элементом оболочкой. Образование зоны, таким образом, требует перемещения атомов только на несколько межатомных расстояний. Чаще различие в размерах атомов компонентов приводит к возникновению искажений, и атомы внутри и вокруг зоны оказываются несколько смещенными относительно среднего их расположения в неупорядоченном твердом растворе. Особенность таких кластеров, или зон в отличие от когерентных выделений заключается в том, что распо-ложение атомов в них не приближается к какому-либо новому закономерному расположению в равновесной при данных условиях фазе смещения атомов можно рассматривать как значительные упругие деформации, уменьшающиеся от центра к периферии зоны. [c.302]

В работе [82] показано, что для деформированных (в определенных условиях) чистых металлов и равновесных твердых растворов произведение среднего размера блока на дисперсию упругой деформации кристаллической решетки — величина постоянная. В свете этого обстоятельства в указанной работе пересмотрен вопрос раздельного определения величин D и т) = Ad/d по данным ширины интерференционной линии. Полагая, О < [c.72]

Итак, дефекты кристаллической решетки ослабляют металл. Для снижения сопротивления деформации необходимо иметь дислокации и другие дефекты, способствующие образованию дислокаций в процессе деформации. Но дефекты затрудняют движение дислокаций, что упрочняет металл. Это, в частности, используется при его легировании, когда образование твердых растворов внедрения и замещения упруго искажает решетку и затрудняет движение дислокаций. [c.116]

Холодная деформация вызывает небольшой рост электросопротивления чистых металлов (на 2- 6 /о), несколько более интенсивный рост сопротивления (до 10 20%) однофазных твердых растворов и резкое повышение р (до 100"/о и больше) упорядоченных твердых растворов [26]. Этот рост обусловлен влиянием упругих искажений решетки, дислокаций и вакансий, усиливающих рассеяние электронов проводимости. Если наклепывать однофазный раствор, в котором предварительно создано К-состояние (атомные сегрегации), то результат окажется обратным. Электросопротивление раствора уменьшится. [c.720]

Таким образом, образование твердых и жидких металлических растворов внедрения происходит только, когда атомы этих легких элементов теряют внешние электроны и, металлизируясь, превращаются в катионы В " , О с внешней очень прочной сферически симметричной оболочкой гелия (В, С) или также весьма устойчивой 2з -оболочкой (N, О) малого радиуса. Растворимость примесей внедрения в переходном металле определяется, следовательно, ионизирующей способностью решетки металла-растворителя или, иначе говоря, его способностью коллективизировать внешние электроны атомов бора, углерода, азота, кислорода, превратив их в катионы, а также близостью радиусов катионов примесей внедрения В и к размерам междоузлий, обеспечивающей их внедрение по междоузлиям без чрезмерной упругой деформации решетки, препятствующей растворению. [c.84]

Для оценки упругой деформации решетки твердого раствора можно использовать простую модель, принимаюш ую в расчет разницу атомных размеров и использующую в качестве основной [c.171]

После испытаний на трение структурные изменения образцов исследовали рентгенографически методом скользящего пучка рентгеновских лучей. Анализ проводили в Со/Са-нзлучении. Рентгеновский пучок лучей направляли к исследуемой поверхности под углом от, 30 до 20°, обеспечивая толщину анализируемых слоев от десятых долей микрометра до 5,0 мкм. За критерий структурных изменений принимали истинную (физическую) ширину интерференционной линии на рентгенограмме, которая для чистых металлов и равновесных твердых растворов является результирующей среднего размера блоков мозаики и величины. упругой деформации решетки (микронапряжений). [c.103]

Процесс нарушения когерентности сопровождается уменьшением напряжений температура его окончания является температурой снятия напряжений II рода (стц)- Одновременно снимаются напряжения III рода(стш). Уменьшение блоков а-фазы происходит не только из-за нарушения когерентности решеток, но и вследствие снятия упругих напряжений в результате пластических сдвигов в микрообластях под воздействием значительных упругих напряжений в условиях повышенной пластичности металла. Температуры, при которых происходит дробление блоков, и соответствующие температуры, при которых изменяются механические свойства, могут изменяться под влиянием упругих напряжений кристаллической решетки, определяемых степенью деформации, содержанием С и легирующих элементов. При третьем превращении могут протекать начальные стадии рекристаллизации твердого раствора (а-фазы), деформированного в результате внутрифазового наклепа. [c.109]

Если нет причин для фиксации твердого раствора, то после снятия нагрузки (напряжения) все напряжения в кристаллической решетке становятся равноценными и возникшая остаточная деформация исчезает. Действительно, если образец нагрузить постоянно приложенным напряжением при деформациях порядка 10 , возникает упругая деформация ва (рис. 91, б, участок аЬ). С течением времени деформация увеличивается (участок ЬУ) при постоянном снижении скорости деформации. Этот рост деформаций на величину Еа связан с диффузиоиным процессом образования направленного раствора. Величина Ва — неупругая деформация. После снятия напряжений упругие деформации е снимаются (рис. 91, б, линия d), а затем медленно изменяющаяся во времени неупругая деформация вследствие равноценности всех направлений при диффузии возвращает образцу первоначальную длину. Изменение деформаций на участке dd с последующим восстановлением размеров образца носит -название последействия. Последействие наблюдается не только при деформациях порядка 10- , но и при наличии остаточных деформаций. В этом случае снижение деформации dd на величину Еа не будет полностью восстанавливать размеры образца. [c.155]

За критерий структурных изменений принималась истинная (физическая) ширина линий на рентгенограмме р, которая для чистых металлов и равновесных твердых растворов является результируго-щей средней величины блоков и дисперсии упругой деформации кристаллической решетки (микронапряжений) и служит характеристикой плотности содержащихся в металле дислокаций (р = [c.20]

Если упругие деформации при образовании зародышей во время распада пересыщенных твердых растворов велики, это приводит не только к большому увеличению зародышей критического размера, но и к усложнению их формы. Последнее связано и с анизотропией кристаллической решетки. Зародыши при твердофазных превращениях должны иметь элипсоидную или иглообразную форму. При такой форме зародышей возможна и хорошая припасовка упаковок атомов обеих фаз, благодаря чему межфазная поверхностная энергия имеет невысокие значения. [c.40]

Замещение собственного атома в кристаллической решетке на чужеродный, как и образование вакансии, создает барьеры ближнего действия. Однако легирование вызывает ряд косвенных эффектов может изменяться межатомное взаимодействие как по величине, так и по характеру, что изменяет сопротивление кристаллической решетки движению дислокаций. Легирование титана железом увеличивает, по-видршому, долю ковалентных связей в р-титаие, а легирование оловом — как в а-, так и 3-титане (такие эффекты наблюдаются при введении значительных количеств легирующего элемента). Введение чужеродных атомов изменяет время релаксации вакансий и, следовательно, избыточную концентрацию вакансий. Легирование, поскольку при этом меняется энергия дефектов упаковки, может увеличивать плотность дислокаций и изменять их свойства. При легировании могут возникать малоугловые границы, меняются константы упругости и диффузии и, наконец, условия фазовых превращений. Это непосредственно или косвенно может оказать влияние на прочность твердого раствора. При его образовании более вероятным становится скольжение по негкольким плоскостям, т. е. грубое скольжение (множественное) вместо тонкого (единичного), что приводит к увеличению то,2. Как правило, легирование приводит к увеличению сопротивления пластической деформации. Однако известны случаи обратного влияния, например введение хрома в определенных условиях уменьшает предел прочности железа [270, 271], что, возможно, связано с изменением энергии дефектов упаковки [15]. [c.297]

Структуру пленки изучали [37] с помощью специально разработанного метода скользящего пучка рентгеновских лучей. Луч направляли к поверхности под малым углом (не более 1°), что позволяло исследовать поверхностные слои толщиной 0,1—0,01 мкм. Исследования показали, что верхний слой пленки имеет значительные структурные изменения по сравнению с нижележащими слоями. З а критерий структурных изменений принимали истинную (физическую) ширину линий на рентгенограммах р, которая для чистых металлов и равновесных твердых растворов является результирующей средней величины блоков и дисперсий упругой деформации кристаллической решетки (микроискажеьий) и служит характеристикой плотности содержащихся в металле дислокаций. [c.281]

Дело в том, что у поверхности металла существенно облегчено образование равновесных зародышей новой фазы, особенно если оно сог.фяжено с заметной упругой или пластической деформацией матричной решетки твердого раствора, окружающего зародыш очевидно, что по этой же причине и вероятность образо вания зародышей в поверхностных слоях значительно выше. Кроме того, поверхностные слои металла характеризуются более высокой плотностью вакансий, и поэтому диффузионные процессы здесь протекают с большей скоростью, чем в сердцевине. [c.685]

Очень сильный рост предела упругости при дорекристаллизационном отжиге в твердых растворах с г. д. к. решеткой на базе меди и никеля (иногда в 2—2,5 раза и более, см. табл. 5) можно связать с образованием атмосфер Сузуки на дефектах упаковки растянутых дислокаций и возникновением в растворе областей с ближним порядком. Разрушением этих областей и отрывом дислокаций от атмосфер можно объяснить разупрочнение при холодной деформации после дорекристаллизационного отжига. [c.100]

Наиболее подробно структурные изменения при спинодальном распаде изучены в сплавах системы Си — N1 — Ре, находящихся по составу в центре области расслоения на диаграмме состояния. На электронномикроскопических снимках, полученных методом просвечивания тонких фольг, светлые участки относятся к областям, обогащенным медью, а темные — к обогащенным железом и никелем (рис. 168). В твердом растворе Си— N1 — Ре, характеризующемся, как и многие другие кристаллы с кубической решеткой, значительной анизотропией модуля упругости, спинодальный распад идет вдоль каждого из трех упруго-мягких направлений <100>. Поэтому первоначально при спинодальном распаде ь сплавах Си — N1—Ре образуется модулированная структура, состоящая из стержнеобразных областей, разделенных размытыми границами ( корзиночное плетение на рис. 168, а). По мере увеличения времени старения растут амплитуда концентраций и длина концентрационной волны (Л) — модулированная структура грубеет (рнс. 168, б), а границы между когерентными выделениями становятся менее раз1мытыми. Упругие деформации приводят к [c.291]

Исследования влияния ультразвука на скорость диффузии в металлах дают противоречивые результаты. В твердых металлах и сплава.х не возникает кавитация при обработке у.льтра-звуком, являющаяся важным фактором для ускорения диффузии в жидком и полужидком состоянии металлов. По этой причине некоторые авторы считают, что диффузия не ускоряется. При исследовании самодиффузии в кадмии высокой чистоты (99,997о) по методу тонких слоев с помощью изотопа Сс1 5под действием ультразвука ие отмечено изменения коэффициента диффузии. Однако эти результаты не могут служить основанием для отрицания благоприятного влияния ультразвука на скорость диффузии. Более многочисленны примеры положительного влияния ультразвука на процессы, протекающие при твердом состоянии металлов, и ускорение диффузии. Подтверждением этого является факт создания многих лабораторных и полупромышленных установок, использующих ультразвук в этих целях. Характер воздействия ультразвука и причины ускорения диффузии под его влиянием теоретически еще ие объяснены. Предполагают [2], что под влиянием упругих колебаний атомы диффундирующего вещества могут входить в резонансные колебания и при многократных повторениях деформаций растяжения — сжатия могут выделяться из кристаллической решетки перенасыщенного твердого раствора в виде дисперсных групп. [c.85]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...