Границы зерен когерентная

Наибольшее снижение прочности обычно наблюдается у металлов в отожженном состоянии. При отжиге дефекты решетки в значительной степени коагулируют, перемещаются к границам зерен и субзерен, происходит сращивание блоков (областей когерентного рассеяния) и субзерен с малой разориентацией, но при этом усиливается разориентация между остающимися зернами и субзернами и нарушения решетки делаются более грубыми. Такие нарушения приводят к образованию новых структурных деталей. В результате возникает новый фактор, оказывающий влияние на степень участия атомов того или иного участка металла в сопротивлении отрыву. [c.39]

Повышение жаропрочности достигается легированием твердого раствора, приводящим к увеличению энергии связи между атомами, в результате чего процессы диффузии и самодиффузии задерживаются, а температура рекристаллизации возрастает созданием у сплава специальной структуры, состоящей из вкрапленных в основной твердый раствор и по границам зерен дисперсных карбидных, и особенно интерметаллидных, фаз, когерентно связанных с матрицей длительное время. Такая структура получается в результате закалки с высоких температур и последующего старения. Наличие равномерно распределенных дисперсных избыточных фаз затрудняет пластическую деформацию при высоких температурах. [c.303]

В общем случае вблизи такой границы возникает концентрация напряжений, так как на границе зерен сохраняется когерентность деформации. На деформацию в плоскости границы оказывают влияние три компоненты деформации. Когерентность деформации на границе зерен [c.123]

В случае образования когерентных выделений или модулированной структуры границы зерен никакого влияния на старение не оказывают. [c.239]

УДП) тугоплавких соединений. Порошкообразные частицы служат центрами кристаллизации избыточных фаз, вызывая измельчение макро- и микроструктуры, уменьшение химической неоднородности, увеличение когерентности и чистоты границ зерен, что приводит к повышению прочности на 10—30% при увеличении пластичности в 2—2,5 раза. [c.223]

Если в зоне с микротрещинами имеется включение, оно может быть концентратором напряжений, а в связи с этим и источником зарождения микротрещин, которые могут распространяться как в направлении максимальных сдвиговых, так и нормальных напряжений (рис. 4.37—4.39). Если включение или вторая фаза и материал в зоне их расположения являются более прочными, чем основной металл, и между включением и матрицей имеется хорошая когерентная связь, то включения являются препятствиями для распространения, и при встрече с ними микротрещины при циклическом кручении разветвляются в направлениях максимальных нормальных напряжений (рис. 4.39, б). Граница зерен (рис. 4.40) также является препятствием распространяющейся трещине, и это является одной из причин распространения трещины скачкообразно. [c.153]

А) быстро протекающем одновременном смещении большой группы атомов, так что связь между атомами двух фаз сохраняется тесной, когерентной, отдельные атомы и в новой решетке остаются соседями. Скорость переупорядочения атомов очень высока ( 1000 м/с), инкубационное время отсутствует. Когерентная связь из-за> больших напряжений решетки не всегда сохраняется в процессе мартенситного превращения наблюдаются смещения, возникают дислокации, т. е. происходит вызванное фазовым превращением упрочнение, которое дополнительно повышает твердость. При когерентной связи превращение в изотермических условиях не завершается не образуется дополнительного количества зародышей кристаллитов. Когерентный рост прекращается также и в том случае, если в процессе роста кристаллит новой фазы натолкнется на границу зерен. Мартенсит характеризуется высокой плотностью дислокаций (10 —lOi M ) твердость же зависит от того, в какой мере [c.102]

Однако основной фактор, влияющий на высокую жаропрочность, сплавов,— это дисперсионное твердение за счет выделения при старении после закалки частиц -фазы. При этом когерентность решетки частиц 7-фазы и матрицы сохраняется до высоких температур и приводит к появлению значительных упругих напряжений, препятствующих перемещению дислокаций, а также задержке укрупнения частиц. Упорядочение у -фазы способствует дополнительному упрочнению, затрудняя перерезание частиц дислокациями, вследствие повышенной энергии возникающих антифазных границ. Жаропрочные свойства никелевых сплавов зависят от размера зерен влияние увеличения размера зерен на повышение долговечности и сопротивление ползучести — надежно установленный факт. В последнее время большое внимание уделяется исследованиям влияния границ зерен матрицы на жаропрочность сплавов. Установлено [352], что малые добавки бора могут увеличивать долговечность в 13 раз, а длительную прочность — до 2 раз. Такое влия- [c.229]

Структуру границ зерен можно представить двояким образом. Одним из возможных типов границ являются малоугловые границы, показанные на рис. 2.3. Эти границы состоят из выстроенных в ряд краевых дислокаций и возникают при небольшой разориентировке растущих кристаллических плоскостей. Ширина таких границ приближается к атомным размерам, и они служат границами раздела блоков внутри зерна. Несмотря на то, что блок может и.меть сам по себе точечные и линейные дефекты, он является достаточно совершенным кристаллом и для рентгеновских лучей будет представлять область когерентного рассеяния. [c.40]

Механизмы-деформационного упрочнения при усталости, в основном, такие же, как и при статическом деформировании. Все они связаны с взаимодействием движущихся дислокаций с различного рода препятствиями с другими дислокациями (или дислокационными образованиями) границами зерен неметаллическими включениями растворенными чужеродными атомами и различного рода частицами (когерентными и некогсрситными выделениями, упорядоченными фазами и т.п.). Специфика циклического деформирования связана с относительно малыми внешними напряжениями, которые повторяются большое число циклов. [c.41]

Поверхностные дефекты. Энергия кристалла с той или иной поверхностью больше энергии равного количества того же материала, находяш,егося внутри кристалла (Т. е. не имеюш,его никакой поверхности). Свободная поверхность кристалла, границы зерен и блоков, двойни-ковая граница и когерентная и некогерентная межфазовые поверхности имеют поверхностные дефекты двухмерной протяженности (вакансии, дислокации, примесные атомы, микротреш,ины и др.). [c.35]

Мы отмечали важность планарности скольжения в сплавах на основе Ре и N1, связанной с разрезанием выделений. Большое значение имели бы дальнейшие исследования зависимости такой планарности от металлургических факторов и предшествующей термообработки материала. Интересно было бы исследовать и влияние тех же факторов на потери когерентности выделений, что помогло бы лучше понять природу корреляции, представленной на рис. 54, и природу интеркристаллитного разрушения рассматриваемых материалов (при условии, что это разрушение связано с дислокационным транспортом водорода к границам зерен [259]). Заслуживает более тщательного изучения и отрицательное влияние ц- и б-фаз в таких сплавах на стойкость к индуцированному внешней средой охрупчиванию. Необходимо выяснить, обусловлен ли этот эффект присутствием ингибиторов рекомбинации водорода на межфазных границах, или же водород вызывает охрупчивание самих фаз. [c.141]

Фаза S имеет форму пластинки и зарождается предпочтительно на дислокациях, как и фаза в в сплаве системы А1—Си. Она по крайней мере частично не когерентна с матрицей и имеет приблизительный состав Ab uMg. Вызывает удивление, что до сих пор нет подходящей количественной оценки процессов, имеющих место во время стандартной термомеханической обработки такого широко применяемого сплава 2024. Упрощенное качественное описание термомеханической обработки этого сплава можно представить следующим образом. При температуре нагрева перед закалкой большинство легирующих элементов переходит в твердый раствор. Однако марганцовистые соединения и другие интерметаллические частицы не растворяются. Эти частицы препятствуют движению границ зерен, способствуя образованию структуры с удлиненным зерном во время изготовления полуфабриката. Быстрое охлаждение с температуры под закалку приводит к пересыщению твердого раствора с почти равномерным распределением меди и магния в матрице. В этих условиях даже границы свободны от выделений, как показано на рис. 86. Если скорость охлаждения во время закалки меньше, чем 550 °С/с, то зарождение и рост фазы, обогащенной медью, может происходить по границам зерен с образованием при этом зон, обедненных медью, непосредственно прилегающих к границам зерен. [c.237]

При образовании дефектов решетки в кристаллах металла нарушается межатомная связь, уменьшается одновременное участие атомов в сопротивлении деформации, понижается степень использования межатомной связи, что приводит к снижению прочностных свойств металла. Схематически эта зависимость показана на рис. 7. Чем больше дефектов решетки и чем глубже нарушено строение решетки, тем ниже прочность металла. В реальных поликристаллических металлах снижение прочности вызывают не только дислокации, граничащие с монокристалликами, т. е. блоками или областями когерентного рассеяния рентгеновских лучей, но и другие дефекты решетки, расположенные на границах зерен, субзерен, инородных включений и т. п. [c.39]

Для получения высокой окалиностойкости никель легируют хромом ( 20%), а для повышения жаропрочности — титаном (1,0—2,8 %) и алюминием (0,55—5,5 %). В этом случае при старении закаленного сплава образуется интерметаллидная у -фаза типа Nig (Ti, Al), когерентно связанная с основным у-раствором, а также карбиды Ti и нитриды TiN, увеличивающие прочность при высоких температурах. Дальнейшее увеличение жаропрочности достигается легированием сплавов молибденом и вольфрамом, повышающими температуру рекристаллизации и затрудняющими процесс диффузии в твердом растворе, который необходим для коагуляции избыточных фаз и рекристаллизации. Добавление к сложнолегированным сплавам кобальта еще больше увеличивает жаропрочность и технологическую пластичность сплавов. Для упрочнения границ зерен у-раствора сплав легируют бором и цирконием. Они устраняют вредное влияние примесей, связывая их с тугоплавкими соединениями. Примеси серы, сурьмы, свинца и олова понижают жаропрочность сплавов и затрудняют их обработку давлением. В связи с этим для повышения жаропрочности при выплавке жаропрочных сплавов необходимо применять возможно более чистые шихтовые материалы, свободные от вредных легкоплавких примесей. [c.310]

Ориентационная зависимость деформации превращения во всех сплавах с эффектом памяти формы очень сильная. Когерентность деформации на границах зерен не сохраняется. Для предотвращения интеркрис-таллитного разрушения необходимо, чтобы при низких напряжениях действовал такой механизм деформации, при котором происходит релаксация напряжений. В сплавах Т1 — N1 после обработки, ведущей к образованию твердого раствора, напряжение течения, обусловленного скольжением дислокаций, низкое — 100 МПа. Можно считать в связи с этим, что сплавы Т( — N1 в большей степени, чем сплавы на основе Си удовлетворяют условию высокой пластичности. [c.129]

Прочность дисперсионнотвердеющих суперсплавов на никелевой основе в подавляющей степени обеспечивается такими когерентными стабильными интерметаллидными фазами, как y [Ni3(Al, Ti) и у" [Н1з(НЬ, А1, Ti)]. Другие фазы, например бориды и карбиды, объемная доля которых невелика, дают небольшое дополнительное упрочнение при низких температурах. Однако их влияние на свойства границ зерен может сопровождаться значительным изменением скорости пол- [c.89]

Механизм распада пересыщенного твердого раствора заключается в следующем. На первой стадии внутри такого раствора происходит направленная диффузия атомов пересыщающего компонента и скопление их в определенных участках кристаллической решетки. На второй стадии в этих участках формируются очень малые области с новой кристаллической рещеткой, сопряженной (когерентной) с кристаллическими решетками основного металла и пересьш1ающего компонента. На третьей стадии происходят отрыв одной решетки от другой и образование дисперсных частиц новой фазы. На четвертой стадии происходят коагуляция дисперсных частиц и переход метастабильной модификации новой фазы в стабильную модификацию. Вьщеление этой фазы возможно по всей кристаллической решетке на ее дефектах, ускоряющих процесс образования зародышей фазы. Границы зерен являются наиболее благоприятными местами для возникновения аномальной концентрации диффундирующих атомов. [c.135]

Образование пор при растворении кристаллов избыточной фазы сопряжено с определенными трудностями. Помимо напряжений, возникающих в твердом растворе из-за наличия градиента концентраций и объемных изменений, на формирование пористости влияет нескомпенсирован-ность атомных потоков и механизм перехода атомов через межфазную поверхность. Избыточные вакансии, образующиеся при растворении включений, во многих случаях устраняются на границах зерен, дислокационных ступеньках или образуют призматические петли. Возникающее вблизи включений пересыщение вакансиями может оказаться достаточным для проявления свойств сверхпластичности и недостаточным для порообразования. Пористость, по-видимому, не формируется при растворении включений, сохраняющих когерентную связь с твердым раствором. Она, однако, легко возникает при растворении кристаллов типа графита, когда восстановление непосредственного контакта фаз возможно благодаря разрушению включений избыточной фазы. Аналогичная картина может наблюдаться и при растворении жидких включений. [c.99]

Двойниковая граница может быть построена при малом числе дислокаций (когорентная граница). Для -случая меди (г. ц. к.) энергия когерентной двойниковой границы, параллельной (111), составляет лишь 7зо энергии среднеугловой границы зерна, расположенной в плоскости (III). Энергия некогерентной двойниковой границы значительно больше, но все же не достигает величины энергии среднеугловых границ зерен. [c.80]

На границах зерен, особенно расположенных под большими углами относительно друг друга, очень много дислокаций и точечных несовершенств, т. е. нарушений в кристаллической решетке, поэтому диффузия и процесс старения, особенно при повышенных температурах, происходят здесь с гораздо большей скоростью, появляются резко обособленные участки устойчивой 0-фазы ( uAlg) (фиг. 257, в). Вместе с тем большое количество нарушений в кристаллической решетке на границах зерен препятствует существованию там 0 -фазы, требующей когерентной, не нарушенной связи ее на границе с решеткой основы. [c.429]

На рис. 1.12 показано, что границы зерен и фаз могут совпадать (когерентные), совпадать частично (полукогерентные) и не совпадать (некогерентные). [c.14]

При распространении ультразвуковых волн в упругой среде возможна реверберация — постепенное затухание колебаний вследствие повторных многократных отражений. Реверберация может быть объемной (из-за отражений колебаний от граней контролируемого изделия) и структурной (из-за многократных отражений и рассеяния колебаний границами зерен металла). При распространении ультразвуковых волн в упругой среде могут наблюдаться интерференция и дифракция. Интерференция — результат сложения двух или нескольких когерентных колебаний, воздействующих на одну и ту же точку среды. В результате интерференции структура акустического поля вблизи излучателя весьма сложна, и только за пределами зоны Френеля изменение поля приобретает монотонный характер. Интерференция может привести к образованию стоячих волн, характеризующихся тем, что вдоль оси поля наблюдается чередование неподвижных точек и точек, колеблющихся с максимальной ямп.питулой. [c.118]

Исходя из природы СПД (см. разд.. 2), можно полагать, что для перевода жаропрочных сплавов в СП состояние важно не только измельчить микроструктуру матрицы у-фазы, но и изменить структуру границ зерен между -у- и у -фазами. При наличии когерентной связи между этими фазами у -фаза играет упрочняющую роль, а развитие ЗГП по таким границам затрудняется. В результате для перевода жаропрочных сплавов в СП состояние необходи- [c.230]

В работе [355] установлено, что структура сплава после прессования является полностью рекристаллизованной. Исследование дифракционных картин, полученных от соседних зерен у- и "у -фаз, показало, что разориентировки между ними, как правило, превышают 15°, т. е, межфазные границы являются большеугловыми. На границах зерен у- и у -фаз б-полосчатый контраст не наблюдается, что свидетельствует об отсутствии когерентности. Важно, что кубические выделения -фазы в состаренном и в нерекристаллизо-ванном сплаве сохраняли когерентность с у-фазой и при нагреве до температуры СПД. [c.238]

В работе [133] высказано предположение, что формирование микродуплексной структуры обусловлено наложением распада твердого раствора и процесса рекристаллизации при некотором отставании последней. Возможность выделения 7 -фазы связана с локальным саморазогревом и охлаждением после деформации. Выделившиеся частицы сдерживают миграцию границ зерен и стабилизируют микроструктуру. К сожалению, в цитируемой работе не обсуждаются причины наблюдаемого в процессе деформации укрупнения 7 -выделений. В этой связи представляют интерес представления [365, 366], в соответствии с которыми при рекристаллизации жаропрочных никелевых сплавов в высокотемпературной 7 +7-области происходит растворение частиц 7 -фазы на мигрирующих границах зерен с последующим выделением -образую-щих элементов в новых зернах. Эти представления о взаимодействии мигрирующей границы с когерентными частицами развиты в работе [367], где исследовали рекристаллизацию холоднодеформи-рованных никельхромовых сплавов. Было установлено, что характер взаимодействия границы с частицами в значительной мере зависит от размера и количества у -фазы. Если ее дисперсность высока ( 0,02 мкм), а количество мало, то рекристаллизация протекает с высокой скоростью. В этом случае вследствие растворения у -выделений в результате миграции границ происходит обогащение легирующими элементами приграничных областей и последующее выделение 7 -частиц вслед за границей по непрерывному механизму, что приводит к образованию структуры матричного типа. Однако при повышении объемной доли и увеличении размера частиц 7 -фазы скорость движения фронта рекристаллизации резко замедляется, увеличивается время растворения крупных частиц и избыточные 7 -образующие элементы успевают стекать по гра- нице к наиболее крупным частицам, встречающимся на фронте [c.244]

Как мы уже видели в гл 3 и 4, для сплавов, упрочненных частицами (в основном, композитов), характерны, с одной стороны, высокие и часто зависящие от температуры значения кажущейся энергии активации ползучести Qp, а с другой стороны, — большие величины параметра т чувствительности к напряжению скорости установившейся ползучести. Поэтому вряд ли могут быть сомнения в том, что скорость ползучести сплавов, упрочненных выпадающими частицами, и дисперсных композитов контролируется процессами, зависящими от диффузии при низких напряжениях, недостаточных для про-давливания дислокаций между частицами, дислокации преодолевают частицы переползанием, тогда как при достаточно высоких напряжениях частицы преодолеваются по механизму Орована (продавливание дислокаций между частицами). При определенных условиях могут доминировать проскальзывания по границам зерен или диффузионная ползучесть. Преодолевать частицы их перерезанием дислокации могут только при совершенно специфических условиях, а именно частицы не только должны быть когерентны с матрицей, но и должны иметь одинаковую с матрицей кристаллическую структуру, а параметр решетки частиц фазы должен лишь незначительно отличатьбя от параметра решетки матрицы. Эти условия следуют из правила постоянства вектора Бюргерса вдоль линии дислокации. [c.156]

Согласно правилу Фузейя и Мурата, все посторонние вещества, влияющие на свойства покрытий, включены в покрытия. Изменения свойств металла при включении посторонних веществ Шлёттер объясняет изменениями константы решетки или образованием неизвестных прежде модификаций соответствующего металла. Однако подобные расширения решетки не обнаруживаются рентгенографически. Рентгенографическими исследованиями серебряных и медных покрытий было найдено, что включения вызывают очень сильные повреждения решетки. Вещество отчасти размещается вдоль границ зерен и слоев роста. Частично оно отлагается также в высокодисперсной коллоидальной или псев-доизоморфной форме на кристаллитах. В результате этого кристаллиты распадаются на маленькие когерентные зоны решеток, охватывающие относительно незначительные группы атомов. [c.56]

Для работы при температурах 850—900° С широко приА еняются жаропрочные стали и сплавы на железоникелевой и никелевой основах. Для работы при более высоких температурах используют сплавы тугоплавких металлов. Сплавы на основе молибдена, вольфрама и тантала применяются при температурах 1500° С и выше.. Повышение жаропрочности достигается легированием твердого раствора, приводящим к увеличению энергии связи между атомами, в результате чего процессы диффузии и самоднффузии задерживаются, а температура рекристаллизации возрастает созданием у сплава специальной структуры, состоящей из вкрапленных в основной твердый раствор и по границам зерен дисперсных карбидных и интер-металлидных фаз, когерентно связанных с матрицей длительное время. Такая структура получается в результате закалки с высоких тe mepaтyp и последующего старения. [c.295]

Хрупкость отожженных полос увеличивается, если температура отжига будет выше A i, так как при последующем медленном охлаждении, кроме третичного цементита на границах зерен феррита, за счет диффузионного распада пластинчатого перлита образуются еще крупные выделения структурно свободного цементита. Цементит РезС с орторомбической решеткой выделяется при охлаждении до 200 °С ниже этой температуры он выделяется как углерод из пересыщенного феррита в виде когерентной фазы — карбида Рег, 4С с гексагональной решеткой. [c.115]

При старении обычно стараются избежать прерывистого распада, так как двухфазная структура с некогерентными выделениями после прерывистого распада получается более грубой и соответственно менее прочной, чем после обычного дисперсионного твердения, когда образуются дисперсные когерентные или полукогерентные выделения. Кроме того, некогерентные пластинчатые выделения избыточной фазы на границах зерен охрупчиваюх сплав. [c.297]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...