Зародыши кристаллов когерентные

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]

Если температура превращения сравнительно низка и располагается ниже температурного порога рекристаллизации, то полиморфное превращение протекает за счет когерентного роста, т. е. по мартенситной кинетике. В изотермических условиях после нарушения когерентности за счет пластической деформации превращение приостанавливается, так как рост уже имеющихся кристаллов новой фазы диффузионным путем исключен, а для образования новых мартенситных зародышей требуется дальнейшее понижение температуры. Однако и в условиях непрерывного охлаждения мартенситное превращение во многих сплавах ие доходит до конца Даже обработка холодом не всегда приводит к полному превращению остаточного аустенита в мартенсит. Это обусловлено механической и термической стабилизациями исходной фазы. [c.19]

При ТМО сталей наблюдается весьма сложное взаимодействие процессов пластической деформации и фазового превращения. Известно, что при пластической деформации в области стабильного аустенита (выше точки Асз) зерна аустенита дробятся на более мелкие и процесс блокообразования протекает более интенсивно. Последующая закалка, при которой температура стали быстро снижается ниже температуры рекристаллизации (чем предотвращается развитие собирательной рекристаллизации), позволяет сохранить блочную структуру деформированного аустенита до начала мартенситного превращения, которое протекает в пределах блочной структуры аустенита. Чем мельче будут получаемые при высокотемпературной деформации блоки в аустените, тем более дисперсной окажется структура мартенсита. Это и понятно, так как в тонкой структуре аустенита с нарушенным строением кристаллической решетки в областях границ блоков имеется большое число центров, энергетически выгодных для образования зародышей кристаллов мартенсита, а это предопределяет развитие тонких мартенситных пластинок. Превращение аустенита в мартенсит сопровождается дальнейшим измельчением областей когерентного рассеивания внутри кристаллов мартенсита до 10 — 10- см [19]. [c.15]

При рассмотрении полиморфных превращений в чистых металлах и сплавах, протекающих по мартенситной кинетике , в настоящее время исходят из того, что в отличие от диффузионных мартенеитные превращения с момента образования зародыша развиваются когерентно по отношению к решетке исходной фазы [4, 8, 9]. Рост отдельных мартенситных кристаллов прекращается либо вследствие нарушения упругой связи между решетками и их когерентности на поверхности раздела фаз за счет пластической деформации, которая может наступить, если происходят значительные объемные изменения (например, в олове и оловянистой бронзе), либо вследствие установления упругого равновесия, возникающего в тех случаях, когда разность свободных энергий фаз мала (например, в алюминиевой бронзе и латуни) [1, 4, 5, 10, 23]. [c.19]

При соблюдении структурного соответствия зародыш новой фазы когерентно связан с матрицей. Поверхность раздела двух кристаллов считается когерентной, если кристаллы соприкасаются общими плоскостями (сопряжение межнлоскостного расстояния одного кристалла с геометрически подобной, но кристаллографически отличной структурой другого кристалла) и взаимно связаны ориентировками (решетка одной фазы постепенно переходит в решетку другой). Чем лучше геометрически согласуются кристаллы и чем меньше различие электронных конфигураций их атомов, тем меньше энергия поверхности раздела. Такое сопряжение возможно при некотором упругом искажении решеток (например, сжатии одной и растяжении другой) вблизи границы раздела. Таким 0браз0)М, общим условием когерентности является образование метастабильной решетки у зародыша или деформация его равновесной решетки. В обоих случаях свободная энергия новой фазы возрастает по сравнению с равновесной. Следует отметить, что полная когерентность в реальных сплавах наблюдается редко. Однако даже при некогерентном выделении в связи со стремлением системы уменьшить поверхностную энергию может наблюдаться ориентационное соответствие решеток двух фаз. Так, например, в системе медь — цинк при выделении из р-латуни частиц а-фазы наблюдается соотношение (110)р II (111)а и [111]р II [110]а. С упругой энергией деформации связана также форма выделяющейся частицы. [c.178]

Согласно теоретическим расчетам (В.И. Архаров, М.А. Штремель), наиболее оптимальной формой кристалла, приводящей к минимальной энергии деформации решетки, является пластина или игла. Оценки, выполненные в указанных работах, относятся не только к мартенситному превращению, а и ко всем видам когерентного формирования зародыша новой фазы при фазовых превращениях в твердых телах. Опыт показывает справедливость сделанных предпосьшок и для процессов образования аустенита. [c.85]

В случае образования кристалла новой фазы внутри матрицы связанная с образованием кристалла упругая энергия значительно выше для когерентного превращения с большим изменением формы, чем для некогерентного преврап] ения, когда долй ны быть аккомодированы только дилатационные изменения. Это следует из того, что в первом приближении упругая энергия, обусловленная сдвиговыми компонентами изменения формы [уравнение (66)], может быть отделена от вклада несдвиговых компонентов. На стадии зарождения когерентное превращение с изменением формы может быть энергетически более выгодным, так как более высокая упругая энергия может компенсироваться более низкой энергией поверхности зародыша. Однако это не относится к достаточно большим кристаллам, видимым в световой микроскоп. Таким образом, обнаружение изменения формы обычно можно считать указанием на действие определенного механизма роста и на то, что конкурирующий механизм, который мог бы привести к тому же фазовому превращению без изменения формы, действует слишком медленно, чтобы его можно было обнаружить экспериментально. Это объясняет, почему обнаружение изменения формы является наиболее надежным критерием мартенситного характера данного превращения, так как рост мартенсита оказывается невозможным, если когерентность фаз на дв жущейся поверхности раздела не сохраняется. [c.338]

На рис. 75 видно, что решетка зародышей, отделенных от исходной фазы когерентной или полукогерентной границей, всегда кристаллографически ориентирована определенным образом по отношению к решетке исходной фазы. Отсюда не следует делать обратного вывода, что две фазы с закономерной взаимной ориентацией их решеток обязательно когерентны. Во-первых, решетка некогерентной фазы может обладать закономерной ориентировкой по отношению к решетке исходной фазы, так как вначале зародыш новой фазы имел полукогерентную границу, затем при росте кристалла межфазная граница стала некогерентной, а ориентировка его сохранилась прежней. Во-вторых, если зародыш с самого начала имеет некогерентную границу, то также возможна закономерная ориентировка его решетки по отношению к решетке исходной фазы. Ориентированное превращение подчиняется общей закономерности, сущность которой была наиболее развернуто сформулирована П. Д. Данковым как принцип ориентационного и размерного соответствия Химическое иревращенне на поверхности твердого тела развивается таким образом, чтобы конфигурация атомов исходной твердой фазы сохранялась (или почти сохранялась) и в новой твердой фазе. Возникающая при указанном процессе кристаллическая решетка новой фазы сопрягается с кристаллической решеткой исходной фазы подобными кристаллическими плоскостями, параметры которых отличаются друг от друга минимально . Причина закономерной ориентации [c.133]

Затухание и возобновление изотермического превращения с этой точки /зрения объясняется тем, что сначала используются места, наиболее нарушенные или имеющие сочетание нарушений, при котором наиболее сильно понижается работа образования зародыщей. Когда зародыши возникнут в этих местах, изотермическое превращение прекратится, поскольку кристаллы мартенсита после нарушения когерентности не растут, а новые зародыши не возникают. При дальнейшем понижении температуры вследствие понижения работы образования Зародышей для идеальной решетки используются места е меньшими нарушениями структуры. Для дальнейшего превращения необходимо дальнейшее пон жение температуры и т. д. Таким образом, пр0В1ращение распространяется на область температур. [c.688]

Для образования когерентных зародышей наиболее выгодными местами являются участки кристаллической решетки исходной фазы, в которых при выделении затрачивается наименьшая энергия деформации (Л . ). Ими служат места расположения дислокаций, являющихся центрами внутренних искажений (напряжений). Однако пе всякие дислокации и их группы могут служить преимущественными местами образования зародышей. В первую очередь они возникают в кристаллографических плоскостях наилучшего сопряжения решеток фаз, т. е. в местах, в которых расход энергии на деформацию минимален, а на создание поверхности — ничтожен. Как показывают многочисленные исследования кристалло-геометрии и структурных особенностей мартенситных превращений, наиболее благоприятными местами образования когерентных зародышей являются плоскости скольжения, двойники, границы блоков, субзерен и зерен с малыми углами разориентировки (последние представляют собой ряды отдельных дислокаций или их скоплений, между которыми имеются области 1еискаженной решеткрт). Ширина таких границ мала (порядка 10—30 А). Образование когерентных зародышей на границах зерен с большими углами, несмотря на более высокий уровень свободной энергии в них, происходит реже из-за высокой степени искажений (плотности дислокаций), препятствующей легкому установлению когерентности мея ду решетками зародыша и исходной фазы. Границы с большим углом значительно шире, а плотность дислокаций настолько велика, что их индивидуальные свойства и особенности теряются. В отличие от границ с малым углом границы с большим углом представляют собой непрерывную область неупорядоченного строения атомов. [c.17]

Измельчение субзерен — фрагментов и расположенных внутри них блоков сопровождается существенным увеличением углов разориентировки и нарушением когерентности решетки у поверхностей раздела. Одновременно с увеличением степени деформации аустенита интенсифицируется блокировка примесными атомами и вакансиями всех этих поверхностей раздела, а также скоплений дислокаций внутри блоков. В подобных условиях даже границы блоков не только не должны являться дополнительными местами образования мартенситных кристаллов, но и могут служить препятствиями при росте зародышей (возникающих внутри блоков) по крайней мере на стадии достижения ими критических размеров. Что же касается отдельных дислокаций и их скоплений внутри блоков, то их роль в качестве готовых зародышевых центров мартенситных кристаллов определяется степенью развития процесса термической стабилизации аустенита. Повышение температуры деформации (до известного предела, определяемого устойчивостью облаков Коттрелла) и снижение последующей скорости охлаждения способствуют блокированию дислокаций за счет диффузии примесных атомов и уменьшают вероятность образования мартенситных кристаллов в этих местах. Для зарождения кристаллов становятся необходимыми сдвиги в других свободных от закрепленных дислокаций участках объемов блоков. [c.167]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...