Когерентная сопряжение (граница)

Для случая выделения при низкой температуре новая р-фа-за определенным образом ориентирована относительно исходной, так что пограничный слой атомов в равной степени принадлежит обеим решеткам (рис. 111,6). Подобное сочленение кристаллических решеток называется когерентным. На границе раздела при когерентной связи возникают и сохраняются напряжения тем большие, чем больше отличие в строении (в плоскости раздела) сопряженных решеток. [c.143]

Полностью когерентное сопряжение решеток не обязательно связано с кластерами, оно может иметь место, например, при образовании в твердом растворе доменов упорядоченной фазы, а также при изоморфном распаде твердого раствора. В однофазном кристалле примером когерентной границы является плоскость двойникования. Когерентность сопряжения [c.202]

Двойниковые границы. Существуют особые виды границ между кристаллами, когда атомы на поверхности раздела образуют узлы решеток обоих кристаллов. Два таких кристалла на границе сопрягаются своими плоскостями и, как говорят, когерентны друг с другом. Распространенным проявлением общей когерентной границы двух кристаллов является двойниковая или зеркальная сопряженность. [c.20]

На глубину распространения силы межкристаллитного воздействия большое влияние оказывает величина блоков мозаики у-фазы. Воздействие регулярного сопряжения на решетку -f-фазы уменьшается при удалении от границы фаз. При медленном охлаждении после цементации или при каком-либо искусственном уменьшении величины блоков мозаики у-фазы (например, после износа) затухание силы межкристаллитного воздействия будет происходить гораздо сильнее и охватывать меньшие объемы, чем при быстром охлаждении (в связи с поглощением на границах областей когерентного рассеяния). [c.14]

Пока на границе мартенсита и аустенита существует сопряженность решеток (когерентность), скорость образования и роста кристаллов мартенсита очень велика ( 10 м/с). [c.171]

Релаксация упругой энергии осуществляется образованием сетки дислокаций в обеих фазах вблизи поверхности раздела. В результате возникает стабильная система (когерентные участки + сетки дислокаций), устойчивость которой определяется степенью релаксации упругой энергии [ 22]. Поскольку когерентные участки сопряженных фаз легко подвижны, подвижность такой системы определяется подвижностью сетки меж-фазных дислокаций. Если для перемещения границы достаточно скольжения межфазных дислокаций, вся граница в целом способна к консервативному перемещению. Этот случай реализуется при мартенситных превращениях. [c.24]

Кристаллы мартенсита, вероятно, зарождаются в дефектных участках, где имеются дислокационные узлы. Пока на границе мартенсита и аустенита существует сопряженность решеток (когерентность), скорость образования и роста кристаллов мартенсита очень велика—>10 м/с. Поскольку при мартенситном превращении тепловое движение атомов не играет существенной роли, оно происходит с большой скоростью даже при температурах, близких к абсолютному нулю. [c.194]

Сопряженность решеток нарушается и по достижении растущим кристаллом границы зерна (субграницы) или других дефектов кристалла. При нарушении когерентности решеток дальнейший упорядоченный переход атомов из аустенита в мартенсит становится невозможным, и рост кристалла мартенсита прекращается. [c.196]

Сопряженность решеток А и М при росте М. Одним из существенных предположений о характере перестройки атомов является представление о хом, что во время перестройки сохраняет ся когерентность или сопряженность между решетками аустенита и растущего кристалла мартенсита [35, 56], На движущейся границе все время сохраняется определенный порядок в расположении атомов. Атомы. которые были соседями в решетке аустенита, остаются соседями и на границе растущего кристалла. При таком положении, если учесть сдвиговой характер перестройки решетки, неизбежно должны возникать большие напряжения сдвига, увеличивающиеся в процессе роста кристалла мартенсита. [c.682]

Достоинствами естественных эвтектических композиционных материалов по сравнению с искусственными являются термодинамическая стабильность их состава и когерентность (сопряженность) решеток контактирующих фаз на межфазных границах. Все это обеспечивает композшу высокий уровень структурно-чувствительных свойств, таких, как жаропрочность. Так, например, длительная прочность сплава на основе псевдобинарной эвтектической композиции №зА1—равна = 170 МПа, а сплава ЖС6К — [c.370]

Должна быть обеспечена обратимость движения дефектов решетки — носителей деформации. Основное условие для этого — когерентная связь решеток. Когерентная граница (межфазная, межкристаллит-ная, междвойниковая) может свободно перемещаться под воздействием напряжений (в том числе внутренних) в прямом направлении, а в процессе или после их снятия — в обратном, обеспечивая память формы. Для того, чтобы когерентное сопряжение решеток поддерживалось при достаточно большой деформации, деформация превращения и модули упругости должны быть достаточно малыми, что и наблюдается в большинстве СПФ. [c.376]

Рассмотрим подробнее структуру межфазной границы на атомном уровне. Известно, что в твердых растворах всегда имеются области ближнего порядка, которые можно отождествить с концентрационными флуктуациями. В результате таких флуктуаций в локальных областях твердого раствора возникают кластеры — области с расположением атомов, отличающихся от матричного. Так как кристаллические решетки кластера и матрицы изоморс ны, то четкой границы между ними фактически не существует. Здесь имеет место полностью когерентное сопряжение кристаллических решеток матрицы и кластера. Кластер отделен от матрицы когерентной межфаз-ной границей — поверхностью, на которой расположение атомов и расстояния между ними близки для обеих кристаллических структур. Состав кластера и матрицы различен, поэтому в случае различия в атомных радиусах компонент вокруг кластера возникают упругие (когерентные) искажения (рис. 10.3, а). [c.202]

При увеличении размера кластера усиливаются упругие искажения и наблюдается, резкий рост энергии когерентной границы. Релаксация упругих напряжений на межфазной границе приводилформированию дислокаций несоответствия, или эпитаксиальных дислокаций. Граница при этом разбивается на отдельные когерентно сопряженные области, разделенные дислокациями. Такая граница получила название полукогерент-ной (рис. 10.3,6). При полной релаксации упругих напряжений расстояние между дислокациями [c.202]

Таким образом, когерентность сопряжения кристаллических решеток имеет вал<ное значение для правильного понимания атомного механизма полиморфных превращений. Когерентность сопряжения определяет взаимную ориентацию кристаллических решеток матрицы и выделения и во многих случаях проявляется в микроструктуре. Форма, характерные размеры, табитусные плоскости, регулярность в расположении частиц выделения в матрице — все эти параметры во многом зависят от природы межфазной границы. [c.204]

Границы, образующиеся в твердом теле, можно разделить на три основных класса когерентные, полукогерентные и некогерентные. Считается, что два кристалла полностью когерентны, если они соприкасаются по плоской поверхности раздела (не обязательно рациональной), которая является общей для решеток обоих кристаллов. Ряды и плоскости обеих решеток не прерываются на поверхности раздела, а лишь изменяют направление при переходе от одного кристалла к другому. Примером границ этого типа являются когерентные двойниковые границы. Однако в общем случае, когда имеются две различные фазы с произвольными параметрами решеток (зависящими от характера межатомных взаимодействий), плоскости, по которым могло бы происходить точное сопряжение обеих решеток, обычно отсутствуют, так что полностью когерентные межфазные границы между кристаллами значительных размеров явление редкое. Но если площадь поверхности раздела достаточно мала и если неточность сопряжения решеток соприкасающихся кристаллов невелика, когерент- [c.232]

Для объяснения перечисленных особенностей необходимо проанализировать условия реализации сдвигового механизма превращения аустенита. Классические концепции мартенситного превращения [3] основываются на представлениях об упругой среде, наличие которой необходимо для когерентного сопряжения кристаллитов. Когерентный рост мартенситных пластин сопровождается упругой деформацией матрицы (упругой энергией), для компенсации которой необходимо значительное переохлаждение ниже равновесной температуры. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о возможности осуществления превращения сдвигового типа при высоких температурах, в условиях низкой упругости среды и большой-скорости релаксации упругих напряжений. Зародыши новой фазы, в этом случае, по-видимому, окружены скользящими полукогерентными границами, в которых участки регулярного сопряжения решеток чередуются с дислокациями. Рост таких зародышей возможен при условии компенсации энергии сдвига, необходимой для преодоления сопротивлений консервативному движению поверхностных дислокаций. [c.59]

Пока на границе новой //и исходной / фаз существует сопряженность или когерентность ре1иеток по определенным кристаллографическим плоскостям (рис. 65), рост новой фазы происходит с большой скоростью, так как атомы перемещаются упорядоченно [c.103]

Пока на границе новой и исходной фаз существует сопряженность, или когерентность, решеток по определенным кристаллографическим плоскостям (рис. 33, а), рост новой фазы происходит с большой скоростью, так как атомы перемещаются упорядоченно на незначительные расатояния. Однако образование зародыша [c.46]

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]

Как указывалось, дислокационная модель строения больше-угловых границ в настоящее время отсутствует. При 9 > 15° количественная модель, снованная на дислокационных представлениях, неприменима, поскольку расстояния между дислокациями становятся столь малыми, что ядра сливаются. В последнем случае может быть использована модель Мотта, согласно которой граница представляется как переходная область, которая состоит из участков с хорошим и плохим сопряжением решеток, т. е. когерентных и некогерентных участков. В последних отсутствует кристаллографическая симметрия. Число атомов п в хорошем участке невелико, обычно п 1000. Плохих участков тем больше, чем больше разориентация. [c.77]

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]

Когерентность и упругое сопряжение двух рещеток на границе мартенсита и исходной фазы обусловливают возможность чрезвычайно быстрого движения границы в сторону матрицы даже при очень низких температурах, так как для такого скользящего движения не требуется диффузии с миграцией атомов на расстояния, превышающие межатомные. На границе происходит лишь кооперативное перемещение атомов на расстояния меньше межатомного, результатом которого и является перемещение самой границы в сторону исходной фазы, т. е. рост мартенситного кристалла. [c.219]

Решетка промежуточной фазы 0 — тетрагональная с периодами а=4, 04 А, с=6,80А, состав отвечает соединению СиА12. По плоскости (001) выделение 0 и.меет с матрицей когерентную границу с идеальным сопряжением решеток. По плоскостям (010) и (100) несоответствие строения 0 и матрицы значительно, и межфазная граница полукогерентна при электронномикроскопичес-ком просвечивании фольг выявляются дислокации несоответствия. Таким образом, выделения В -фазы являются частично когерентными, и поле упругих напряжений вокруг них меньше, чем вокруг когерентных выделений 0"-фазы и зон ГП. [c.304]

Образующиеся кристаллы мартенсита сопряжены с кристаллами аустенита когерентно, т.е. по определенной кристаллографической плоскости (см. рис. 1.69). В результате такого сопряжения межфаз-ная граница не образуется. Однако по мере роста кристаллов мартенсита образуется фазовый наклеп, который приводит к появлению неупорядоченной межфазной границы. Сопряжение может нарушаться и при достижении границы субзерна, с которым имеет место сопряжение. Таким образом, межфазная граница частично когерентна, причем когерентность наблюдается только в ее локальных областях. Вследствие этого накапливается несовпадение решеток, которое периодически уменьшается за счет дополнительного деформационного процесса. Рост количества мартенсита с понижением температуры объясняется не ростом мартенситных зерен, имеющих некогерентную границу, а образованием новых кристаллитов. [c.122]

Большая скорость роста наблюдается лишь при условии сохранения когерентности. Когда напряжения достигают опре-аеленяой (большой) -величины, когерентность разрывается, т. е. нарушается порядок в расположении атомов на фазовой границе и исчезает сопряженность решеток. [c.682]

Кристаллиты с одинаковым химическим составом и 1фисталлической структурой представляют собой фазу. Чистые металлы всеща являются однофазными. В большинстве случаев сплавы состоят из нЬскольких фаз. Различные фазы образуются в процессе охлаждения из расплава или в результате последующей термической обработки вследствие изменения растворимости элементов с изменением температуры. Если решетка металла содержит больше примесных атомов, чем может раствориться при данной температуре, то из такого пересыщенного твердого растюра вьщеляются разной степени дисперсные частицы, называемые фазами вьщелений. Когерентные выделения характеризуются сопряжением их решетки с решеткой основного металла - матрицы. Некогерентные выделения образуют с матрицей межфазные границы. [c.256]

В ряде -случаев межатомные раюотояния и кристаллическая структура металла-раствор ителя и частичек примеси таковы, что некоторые плоскости могут соединяться между собой, образуя непрерывную структуру. Тогда говорят, что частицы второй фазы выделяются когерентно и, поскольку сопряжение решеток. никогда. не бывает абсолютно точным, вокруг границы образуется сильно напряженная область. В тех случаях, когда энергия деформации слишком велика для этого, соседние кристаллы могут контактировать таким образом, что при этом в пограничных слоях возникают области упругой деформации, а на самой границе раздела — дислокации. В таких случаях говорят, что частицы выделяются полукогерентно. Таким образом, свойства решетки металла-растворителя в областях, окружающих частицы примеси, могут очень сильно отличаться в разных случаях, и в настоящее время эти эффекты изучены. недостаточно, за исключением случая частичек карбидной фазы в железе. [c.94]

По мере увеличения степени переохлаждения (в область достаточно низких температур) время, требуемое для перемещения атомов к возможным местам образования некогерентных зародышей, становится настолько большим, что не только рост, но и возникновение таких зародышей становится невозможным. Однако благодаря значительной отрицательной величине АРу в этих условиях в металлах получают развитие другие процессы, при которых удается избежать значительных затрат энергии на создание поверхностей раздела при образовании зародышей. Эти затраты резко снижаются, если оказывается возможным установление когерентного или полукогерентного соответствия кристаллических решеток зародыша новой фазы и матрицы исходной фазы на границе раздела. Возникающие зародыши новой фазы ориентируются относительно кристаллической решетки исходной фазы так, что в сопряжении оказываются кристаллографические плоскости фаз, строение и размеры которых наиболее близки друг к другу. При когерентном образовании и росте зародыша взаимная ориентировка кристаллических решеток фаз характеризуется наличием определенных взаимнопараллельных плоскостей и направлений. Например, при превращении y-Fea-Fe плоскость (И1) решетки уРе паралле.чьна плоскости (110) решетки a-Fe, а направление [110] решетки yFe параллельно направлению [111] решетки a-Fe. При превращении P-Ti -> a-Ti параллельными плоскостями являются (110) решетки P-Ti и (0001) решетки a-Ti, а направлениями — [111] решетки p-Ti и [1120] решетки a-Ti. [c.16]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...