Кристаллизация бездиффузионная

Несовершенства строения кристаллов влияют на энергетическую неустойчивость кристаллической системы в целом. В наибольшей степени несовершенства строения проявляются в бездиффузионных процессах при самопроизвольной перестройке кристаллической решетки. Поскольку несовершенства строения характеризуются повышенной величиной свободной энергии и их передвижение, как указывалось ранее, в зависимости от типа кристаллической решетки также обусловлено энергетическими факторами, большое значение в установлении наиболее оптимальных в энергетическом отношении способов перестройки решетки кристаллов играют дислокации. Винтовая дислокация, например, на поверхности кристалла стимулирует кристаллизацию с минимальными затратами энергии по сравнению с кристаллизацией на идеально плоской грани. [c.26]

При значительном переохлаждении (очень большие скорости охлаждения) механизм кристаллизации сплава иной. Твердая фаза интенсивно растет в результате присоединения любых атомов, находящихся с ней в контакте и атомов примеси, и атомов металла. Такую кристаллизацию называют бездиффузионной. [c.443]

Мартенсит получается путем реализации только первого этапа вторичной кристаллизации и имеет характерное пластинчатое, под микроскопом — игольчатое, строение. Рост пластин путем сдвига происходит мгновенно со скоростью около 1000 м/с по бездиффузионному механизму, так как диффузионный переход атомов из кристаллов аустенита в мартенсит при низких температурах невозможен. [c.155]

Необходимо различать макро- и микронеоднородность в паяных швах. Макронеоднородность возникает в результате неравномерного распределения компонентов в составе припоя как следствия неравномерного нагрева при пайке, недостаточного флюсования и т. д. Микронеоднородность металла паяного шва возникает в результате неравновесных условий кристаллизации. Неравновесная кристаллизация приводит к ликвационной неоднородности. Степень внутрикристаллитной ликвации сплавов зависит от скорости кристаллизации. С увеличением скорости кристаллизации внутрикристаллитная ликвация возрастает из-за подавления выравнивающей диффузии в твердом растворе. При средних скоростях кристаллизации степень внутрикристаллитной ликвации достигает максимума. При больших скоростях кристаллизации степень ликвации снижается. В некоторых работах это объясняется подавлением разделительной диффузии и явлением бездиффузионной кристаллизации [44], в других работах [45] — измельчением дендритных ячеек и увеличением площади, занятой ободком дендритных ячеек, который наиболее обеднен тугоплавким компонентом. [c.103]

Исходя из этой общей теории кристаллизации сплавов, мо жно рассмотреть сложное влияние скорости охлаждения при кристаллизации па степень развития внутрикристаллической ликвации [2]. При небольших скоростях охлаждения увеличение интенсивности охлаждения до определенного предела приводит к усилению внутрикристаллической ликвации в соответствии с диффузионным механизмом кристаллизации. С дальнейшим увеличением скорости охлаждения внутрикристаллическая ликвация снижается вследствие того, что диффузионный механизм кристаллизации сменяется бездиффузионным (фиг. 4). [c.145]

Из неравенства Т(. Хд с учетом (1.86) и (1.88) получим выражение для скорости охлаждения при безДиффузионной кристаллизации [c.108]

Термодинамическое обоснование бездиффузионной кристаллизации заключается в следующем. В правой части рис. 1.35 показана связь между энергиями Гиббса твердой и жидкой фаз и диаграммой состояния. Видно, что кроме существования общей касательной к концентрационным зависимостям энергий Гиббса сосуществующих фаз - условие фазового равновесия в бинарной системе, имеется точка их пересечения, где энергии Гиббса фаз равны - условие фазового равновесия однокомпонентной системы или системы, где отсутствует возможность протекания разделительной диффузии. Рассмотрим этот случай более подробно на рис. 1.66. [c.108]

Рис. 1.66. Иллюстрация термодинамического обоснования возможности протекания бездиффузионной кристаллизации в бинарной системе

В каком случае возможна бездиффузионная кристаллизация [c.126]

Каковы ориентировочные значения скорости охлаждения при бездиффузионной кристаллизации [c.126]

Случаи 6 я 7 отвечают бездиффузионной кристаллизации с образованием пересыщенного а-твердого раствора и метастабильной фазы соответственно. Эти случаи характерны для первой стадии кристаллизации аморфных сплавов. Кристаллизация метастабильных фаз из аморфного состояния часто оказывается единственным способом получения таких фаз. [c.137]

Очевидно, что в ходе образования кристаллизационных слоев действуют законы избирательной кристаллизации. При этом диффузионная кристаллизация протекает в той части объема металла, которая находится вблизи границы сплавления, а в центральной части преобладает бездиффузионная кристаллизация. [c.273]

В чем различия диффузионной и бездиффузионной кристаллизации [c.293]

Как следует из распределения скоростей роста кристаллов в сварочной ванне, диффузионная кристаллизация происходит в небольшой части объема, вблизи границы сплавления, а в центре преобладает бездиффузионная кристаллизация [64]. Распределение ликвирующих примесей в закристаллизовавшемся металле шва будет рассмотрено в п. 19. [c.131]

Процесс охлаждения металла при точечной и роликовой сварке алюминиевых и магниевых сплавов, вследствие малого объема расплавления и усиленного теплоотвода в электроды, характеризуется большой средней скоростью кристаллизации (220— 240 см/мин). В связи с этим кристаллизация носит в основном бездиффузионный характер, а в зоне плавления образуется преимущественно неравновесная структура. Исключение представля-14 [c.14]

Рис. VI.13. Влияние скорости охлаждения на степень переохлаждения и среднюю объемную скорость затвердевания при диффузионном 1 и бездиффузионном 2 процессах кристаллизации

Поскольку в условиях пайки припой понижает температуру плавления сплава, образующегося при взаимодействии его с основным металлом, то при кристаллизации зоны сплавления концентрация припоя в жидкой фазе будет выше, чем в образующихся кристаллах твердой фазы, и равновесный коэффициент распределения припоя будет меньше единицы. В начале кристаллизации твердый раствор обогащен основным металлом, в конце кристаллизации — припоем. При этом чем больше равновесный коэффициент распределения будет отличаться от единицы при = Со, тем больше концентрация припоя в кристаллах будет отличаться от Со. С повышением скорости охлаждения разделение компонентов при направленной кристаллизации уменьшается и при определенной степени переохлаждения возможна без-диффузионная кристаллизация в шве, при которой образующаяся из жидкости твердая фаза, соответствует ей по составу. Возможность бездиффузионной кристаллизации может быть оценена по свободной энергии Гиббса жидкой и твердой фаз (рис. 66). При переохлаждении расплава любого состава до температур, соответствующих линии равных потенциалов жидкого и твер- [c.121]

В зависимости от скорости кристаллизации наблюдается плоский фронт (без образования выступов и впадин), относящийся к диффузионному, и рассмотренный выше зубчатый фронт, который в свою очередь в зависимости от скорости кристаллизации может быть диффузионным, бездиффузионным или смешанным. [c.276]

Наконец, при очень больших скоростях затвердевания, когда /Сдф стремится к единице, избыток примеси, возникающий впереди фронта кристаллизации, не успевает отводиться не только в толщу жидкого расплава, но в полной мере и во впадины меладу зубьями, высота последних оказывается значительно меньше, фронт кристаллизации приближается к плоскому. Рост твердой фазы происходит не за счет избирательного присоединения атомов основы расплава, а преимущественно за счет присоединения любых его атомов, т. е. при так называемом врастании примесных атомов в кристаллическую решетку. Состав твердой фазы в этом случае в меньшей степени отличается от состава жидкой фазы. Такой процесс кристаллизации называется бездиффузионным (или смешанным). [c.276]

Рассмотренные ранее процессы возникновения химической неоднородности характерны в основном для малых скоростей охлаждения или применительно к сварке для мягких режимов. Скорости охлаждения кристаллизующегося металла шва при сварке с большими погонными энергиями q/v обусловливают достаточно интенсивное протекание диффузионных процессов, что приводит к выравниванию состава и снижает внутрикристал-лическую ликвацию (рис. 12.32). При увеличении скорости охлаждения диффузионные процессы пройти не успевают и степень внутрикристаллической ликвации Сл увеличивается вплоть до максимума при значении Wi. Дальнейшее увеличение скорости охлаждения (шз), естественно, еще более подавляет диффузионные процессы, однако степень внутрикристаллической ликвации уменьшается в связи с изменением самого характера кристаллизации, приближением его к бездиффузионному процессу. [c.466]

Отмечается подобие про< транствениых форм разномасштабных конформаций и кратность размеров структурных единиц, начиная с вторичной. По результатам рентгеноструктурного анализа образцов цосле сдвиговой (бездиффузионной) кристаллизации определены параметры кристаллической фа.1ы — аипроксиманты, определяющей Третичную конформоцию. [c.68]

В дшшой роботе рассмотрены упругие и пластические эффекта, сопровождающие основной структурный переход при стобилизирующей обработке с упорядочением — сдвиговой (бездиффузионной) направленной кристаллизацией аморфных магнитно-мягких металлических сплавов типа переходный металл — металлоид преимущественно на основе железа и никеля, подученных методом спиннингования. [c.70]

Известно, что при определенном (достаточно большом) переохлаждении процесс кристаллизации твердого раствора из расплава может идти бездиффузионным путем. Доказательст. вом этого может служить острота дифракционной линии (например, разрешение — -дублета [12]), если кристаллизация при малых переохлаждениях дает размытые линии. [c.129]

Такое сложное влияние скорости охлаждения на внутрикри-сталлическую ликвацию проявляется при кристаллизации как слитков и отливок, так и сварных швов. В слитках и отливках в зоне столбчатых кристаллов, остывающей наиболее быстро, внутрикристаллическая ликвация проявляется значительно слабее, чем в зоне равноосных кристаллов, которая охлаждается более медленно. Скорость диффузионного роста кристаллов ориентировочно составляет 10 см мин. Поскольку при образовании столбчатых кристаллов скорость роста колеблется от 10 до 10 см мин, в этом случае действует преимущественно механизм бездиффузионной кристаллизации, приводящий к снижению степени внутрикристаллической ликвации по мере увеличения скорости охлаждения. Поэтому при сварке вследствие более интенсивного охлаждения внутрикристаллическая ликвация в подавляющем большинстве случаев развита меньше, чем при кристаллизации слитков и отливок (даже в металлической изложнице). Исследования с применением радиоактивных изотопов прямым образом подтверждают это положение на примере внутрикристаллической ликвации таких ограниченно растворимых примесей, как сера и фосфор [5]. Следует также отметить, что распределение сегрегаций этих примесей происходит не только по границам кристаллитов, но преимущественно в их внутренних зонах — в междуосных пространствах дендритов. Участки сегрегаций имеют ширину 3—15 мкм и занимают 20—30% площади каждого столбчатого кристалла. [c.16]

В макрообъемах шва такие примеси часто распределяются также неравномерно, слоями, расположенными эквидистантно границе сплавления. Это явление вызвано непостоянством скорости роста кристаллов из-за неравномерной подачи тепла в сварочную ванну, вследствие чего периодически нарушается баланс поступления и отвода тепла и изменяется скорость охлаждения. При этом возможна остановка процесса кристаллизации и даже частичное оплавление фронта твердой фазы. В этих условиях образование слоев легко объяснить чередованием бездиффузионного механизма кристаллизации и диффузионного. [c.16]

Процесс образования паяного шва состоит из прогрева материала, образующего соединение, до температуры, близкой к температуре плавления припоя расплавлеиия припоя растекания жидкого припоя по поверхности твердого материала и заполнение паяемого шва охлаждения и кристаллизации припоя в паяном шва. Качество паяного шва во многом зависит от прочности связи припоя с металлом основы. В результате смачивания твердой металлической поверхности между припоем и основным металлом возникает т.хежатомная связь. Эта связь может образоваться прн растворении металла основы в расплавленном припое с образованием жидкого раствора, распадающегося при последующей кристал.тхизацыи за счет диффузии состав.тяющих припой элементов в основной твердый металл с образованием твердого раствора 8а счет реактивной диффузии между припоем и основным металлом с образованием на границе интерметаллических соединений 8а счет бездиффузионной связи в результате межатомного взаимодействия. [c.358]

Рассматриваемые превращения относятся к классу бездиффузи-онных. Бездиффузионные превращения возможны и при кристаллизации жидких растворов. Но если при кристаллизации металлического расплава обычно трудно достичь таких переохлаждений, которые бы обеспечили прохождение бездиффузионной кристаллизации жидкого раствора, то в твердом состоянии из-за гораздо мень- [c.211]

Такое сложное влияние скорости охлаждения на внутрикристаллическую ликвацию проявляется как при кристаллизации слитков и отливок, так и сварных швов. В слитках и отливках в зоне столбчатых кристаллов, охлаждаемой наиболее быстро, внутрикристаллическая ликвация стали и цветных сплавов проявляется значительно слабее, чем в зоне равноосных кристаллов, которая охлаждается более медленно. Скорость диффузионного роста кристаллов ориентировочно выражается величинами порядка см1мин. С этой точки зрения в условиях образования столбчатых кристаллов, скорость роста которых колеблется в пределах от 10 до 10 см/мин, действует преимущественно механизм бездиффузионной кристаллизации, приводящий к снижению степени внутрикристаллической ликвации по мере увеличения скорости охлаждения. Поэтому можно полагать, что ири сварке вследствие более интенсивного охлаждения внутрикристаллическая ликвация в подавляющем большинстве случаев менее развита, чем при кристаллизации слитков и отливок (даже в металлической изложнице). [c.145]

При кристаллизации чистых металлов составы твердой и жидкой фаз одинаковы и перераспределение атомов между сосуществующими фазами при росте кристалла не происходит. Такой процесс называется бездиффузион-ной кристаллизацией [17]. Возможна бездиффузионная кристаллизация не только чистых металлов, но и сплавов. Используя [c.533]

Бездиффузионная кристаллизация имеет место лишь в том случае, когда термодинамически разрешен процесс кристаллизации, но диффузия ни в одной из фаз произойти не успевает. Причины, почему ослабляется диффузия в твердой фазе и между твердой и жидкой фазами, были рассмотрены выше. Почему не успевает произойти разделительная диффузия в процессе кристаллизации Это может быть только в том случае, когда скорость диффузии меньше скорости кpи faллизaции или длина диффузионного перемещения, /д меньше размера закристаллизовавшейся за это время области. То есть при бездиффузионной кристаллизации происходит захват растворенного компонента. [c.107]

Образование со-фазы, протекающее бездиффузионным путем, связано с уменьшением объема сплава, и поэтому между ней и нерас-павшейся частью -фазы возникают значительные внутренние напряжения. Высокая твердость (до НВ 525) и хрупкость ( o+ )-фaз может привести к появлению холодных трещин в шве, и особенно в околошовной зоне. Этому благоприятствует также крупнозернистое строение металла шва и околошовной зоны, поскольку в большинстве сплавов титана и в самом титане нет модификаторов, которые могли бы служить центрами кристаллизации и тормозить рост зерна. [c.392]

После кристаллизации из жидкого состояния вторичная кристаллизация (перекристаллизация) в твердом состоянии изменяет кристаллическое строение — возникают и растут новые зерна, появляются новые границы зерен. Характерной особенностью перекристаллизации в твердом состоянии при охлаждении является то, что она может происходить при различных, даже очень больших, степенях переохлаждения. Поэтому вторичная кристаллизация может быть диффузионной, связанной с перемещением атомов (малые степени переохлаждения) и бездиффузион-ной (большие степени переохлаждения). [c.37]

Рассмотрим влияние скорости охлаждения на степень дендритной ликвации (рис. 11). При малых скоростях охлаждения (для магниевых сплавов много меньше 1° С/мин) полностью протекают все диффузионные процессы, и концентрация легирующего компонента по всему сечению зерна соответствует егск содержанию Со в сплаве. Начиная со скорости VI, выравнивающая диффузия в твердом растворе подавляется и состав центральной зоны зерна приближается к концентрации Сн — составу твердой фазы при температуре начала кристаллизации, а периферия зерна при V2 принимает концентрацию равновесной точки предельной растворимости Сп. Для большинства сплавов скорость 2 соответствует нескольким градусам или десятка градусов в минуту. При этом достигается максимальная степень дендритной ликвации. Ширина зоны кристалла с концентрацией Сп и близкой к ней мала (несколько микрометров) остальная же часть зерна имеет концентрацию, равную Сн. При сверхбольших скоростях охлаждения (сотни тысяч градусов в секунду) происходит бездиффузионная кристаллизация,, а дендритная ликвация не наблюдается. [c.30]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...