Внедренные атомы температура упорядочения

Рассмотрим упорядочивающийся бинарный сплав А — В типа Р-латуни, в октаэдрические междоузлия которого внедрены атомы сравнительно малого размера некоторого третьего компонента С [2]. Как было выяснено выше, в упорядоченном состоянии сплава выделяются два типа октаэдрических междоузлий, имеющих разное в среднем окружение их соседними атомами А и В и, следовательно, разную среднюю энергию взаимодействия атома С с этими атомами. Поэтому таким типам междоузлий соответствуют в среднем разной глубины минимумы потенциальной энергии внедренного атома и атомы С неравномерно распределяются по этим междоузлиям. При изменении температуры происходят процессы пере- [c.328]

Хотя в практике деформационного старения высокая исходная концентрация в твердом растворе примесных атомов внедрения встречается сравнительно редко, во многих работах по исследованию механизма и кинетики деформационного старения железа применяли предварительную закалку с температур что обеспечивало исходную концентрацию в твердом растворе углерода и азота порядка 10 % (по массе) [24, 28, 31]. В этих условиях деформационное старение имеет свои особенности. С одной стороны, наиболее четко проявляется бездиффузионная стадия старения, связанная с упорядочением внедренных атомов в полях напряжения дислокаций [7]. Но известно, что при концентрациях Ю- % старение а-железа происходит и без наложения деформации. Последнее же характерно образованием выделений в случае низкотемпературного процесса не только на дислокациях, но и на скоплениях вакансий в матрице [78 79 80, с. 600 81 82, с. 152 И, с. 173 86]. [c.42]

Подвижность атомов углерода даже при комнатной температуре достаточна, чтобы по окончании превращения они смогли перераспределиться и занять ближайшие свободные октаэдрические пустоты вдоль направлений [100] и [010] с одновременным исчезновением тетрагональности. Для этого достаточно диффузионных перемещений на очень малые расстояния — в пределах одной элементарной ячейки. Однако в действительности решетка мартенсита сохраняет тетрагональность при комнатной температуре. Теоретический анализ, выполненный А. Г. Хачатуряном, показал, что между атомами углерода в мартенсите стали существует такое деформационное взаимодействие, которое делает термодинамически выгодным их упорядоченное распределение с предпочтительным расположением вдоль одной из кристаллографических осей. Таким образом, тетрагональное искажение решетки мартенсита отвечает минимуму свободной энергии благодаря минимизации энергии упругой деформации решетки, связанной с внедренными атомами углерода, при их упорядоченном расположении. [c.223]

Как было указано выше, классификации 1 и 2 группируют сплавы по различным признакам. Однако, как правило, первичные твердые растворы оказываются неупорядоченными растворами замещения или внедрения, а промежуточные фазы часто имеют упорядоченное распределение атомов. Тем не менее возможны (и действительно встречаются) случаи непрерывного перехода от чистого металла к упорядоченному твердому раствору (см. гл. HI, п. 5) наблюдались также промежуточные фазы, имеющие строение неупорядоченных твердых растворов замещения (например, -латунь при высокой температуре). [c.8]

Остановимся на некоторых трудных проблемах магнитномягких аморфных материалов. Одной из таких проблем, как отмечают авторы книги, является временная нестабильность проницаемости. Эта проблема стоит особенно остро в отношении аморфных сплавов с Х 0, где пиннинг границ доменов выражен весьма слабо, и поэтому стабилизация границ доменов вследствие направленного упорядочения по сути дела является лимитирующим фактором. В кристаллических материалах эта проблема решается сравнительно легко — путем снижения примесей внедрения углерода и азота. Ранее предполагали, что временная нестабильность проницаемости аморфных сплавов в районе климатических температур обусловлена атомами металлоидов [9]. Однако исследование сплавов с Я О, но не содержащих металлоиды, показало [20 с. 49], что и в этих материалах нестабильность проницаемости выражена весьма сильно. По всей видимости, атомной структуре аморфных сплавов, не зависимо от того, содержат ли они атомы металлоидов или нет, присущи некоторые дефекты, перестройка которых в зависимости от направления вектора намагниченности обеспечивает стабилизацию границ доменов и наведение одноосной анизотропии. [c.17]

Теоретический анализ Хачатуряна [226] показал, что упорядоченное распределение углерода, при котором и возникает тетрагональная симметрия, энергетически выгодно при достаточно низких температурах из-за уменьшения величины упругой энергии (упругих искажений решетки, вызываемых атомами внедрения). С повышением температуры тепловая энергия разрушает порядок. При малом содержании углерода температура его перераспределения ниже комнатной. При среднем и высоком содержании углерода распад мартенсита опережает процессы перехода и при повышении температуры отпуска наблюдается выделение углерода из раствора. [c.274]

При изучении методами внутреннего трения разбавленных твердых растворов кислорода и азота в ниобии показано [125], что атомы элементов внедрения образуют упорядоченные твердые растворы с образованием локальных скоплений атомов азота или кислорода. Эти скопления образуют пары атом азота — вакансия, препятствующие движению дислокаций. С повышением температуры происходит разрушение этих пар и как следствие — облегчение процесса пластической деформации. [c.213]

Удельная электрическая проводимость о металлических материалов определяется температурой, давлением, относительной концентрацией исходных элементов. При небольших концентрациях примесей значение а обратно пропорционально их количеству. Сплавы могут быть механической смесью, твердыми растворами замещения или внедрения, химическими или другими соединениями. Промежуточное положение между твердыми растворами и химическими соединениями занимают упорядоченные твердые растворы, в которых атомы занимают определенные места в кристаллической решетке. [c.157]

Прочность кристаллического материала в результате пластической деформации возрастает. Это явление называется деформационным упрочнением или наклепом. Считают, что прочность возрастает из-за увеличения плотности дислокаций, что существенно затрудняет перемещение данной дислокации в плоскости скольжения, пронизанной многими другими дислокациями. Перемещение особенно затруднено, когда одна винтовая дисло кация пытается пересечь другую при этом могут образовываться вакансии и внедренные атомы. В упорядоченных материалах часто применяется деформационное упрочнение, но область его использования ограничивается достаточно низкими температурами, при которых не происходит отжиг. [c.711]

Во втором случае, когда взаимодействие между внедренными атомами существенно, происходит кооперативный процесс и на подрешетке однотипных междоузлий может произойти фазовый переход в упорядоченное состояние при конечной температуре упорядочения (в котором принимают участие и вакантные мезкдоузлпя). Характерной особенностью таких процессов является то, что потеря дальнего порядка в размещении атомов с повышением температуры происходит только на подрешетке меягдоузлий, тогда как все узлы оказываются занятыми одинаковыми атомами металла, т. е. на подрешетке узлов сохраняется полный порядок. Такой процесс аналогичен плавлению, происходящему только на [c.12]

Процессы упорядочения внедренных атомов и вакансий па междоузлиях были рассмотрены в рамках более общей модели [12], учитывающей возможность аамещенпя узлов атомами двух сортов. В этой теории была получена и формула для температуры упорядочения в сплавах внедрения (см. 18). [c.13]

Выше были рассмотрены распределения атомов одного сорта по междоузлиям разных типов, возникающие в результате процессов упорядочения этих атомов и вакантных междоузлий, происходящих при понижении температуры. Однако среди фаз внедрения есть соединения, в которых практически все междоузлия заняты внедренными атомами, например, тригпдрпды некоторых редкоземельных металлов. В таких случаях процессы упорядочения внедренных атомов оказываются возможными, если на междоузлиях находятся атомы двух сортов. [c.151]

Рис. 42. Зависимость температуры упорядочения То внедренных атомов и вакансий от степени заполнения Q октаэдрических меигдоузлий ОЦК решетки металла.

Метод точек ветвления был применен для исследования влияния давления па упорядочение не только в сплавах замещения [9—12], по п па упорядочение внедренных атомов в сплавах виедреппя (см., например, [16]). Энергпп взаимодействия атомов в разных координационных сферах считались функциями расстояния меящу атомами, которое изменяется с давлением. Поскольку вид кривой равновесия определяется энергетическими параметрами теории, а эти последние зависят от давления, то давление изменяет вид кривой равновесия. В результате этого тип возникающих при понижении температуры сверх- [c.175]

Действительно, в упорядоченном состоянии внедренные атомы С всегда имеют меньшую среднюю энергию взаимодействия с занимающими узлы атомами металлов А и В в междоузлиях какого-либо одного из двух типов и, следовательно, при упорядочении они собираются преимущественно именно на этпх междоузлиях, дополнительно понижая энергию кристалла (по сравнению с энергией неупорядоченного состояния сплава). Таким образом, в присутствии атомов С упорядоченное состояние делается более устойчивым и для его разрушения требуется более высокая температура. [c.205]

В работах [4,5] было рассмотрено влияние примеси внедренных атомов некоторого сорта С на упорядочение и спонтанную намагниченность упорядочивающихся ферро- и антиферромагнитных сплавов А — В как с ОЦК, так и с ГЦК решеткой ). При этом предполагалось, что атомы С могут находиться как в октаэдрических, так и в тетраэдрических междоузлиях. Распределение внедренных атомов по междоузлиям разного типа в упорядоченном состоянии, аналогично (18,14), зависит от степени дальнего порядка ц. В состоянии со спиновым упорядочением (в ферро-или антиферромагнитном состоянии сплава) степень атомного дальнего порядка р, устанавливающаяся при данной температуре, будет зависеть от спонтанной намагниченности ферромагнетика или подрешеток аптпферромагнетика. Поэтому в таких сплавах намагниченность будет оказывать влияние и на распределение внедренных атомов по междоузлиям разного типа. [c.209]

В 25 п 26 но рассматриваютсн случаи упорндочения или распада в системе внедренных атомов (см. 12 и 16), т. е. предполагается, что температура, при которой протекает диффузия, выше температуры упорядочения или распада. [c.266]

В связи с этим на первый взгляд может показаться странным, что экспериментальные исследования диффузии внедренных атомов в сплавах замещения приводят обычно к зависимостям 1п О от 1/Г, не имеющим значительных отклонений от прямолинейности. С этим связан тот факт, что при таких экспериментальных исследованиях понятие энергии активации в ряде случаев применяется и к диффузии по междоузлиям сплавов замещения. Как будет показано ниже, такая ситуация объясняется тем, что в реальных сплавах отклопспия от прямолинейности оказываются заметными лишь в весьма широком температурном интервале, не всегда реализуемом на опыте, или же при резких изменениях в протекании процесса диффузии, имеющих место, например, при температуре упорядочения сплавов. Нелинейные зависимости 1ц от Т были действительно обнаружены экспериментально в ряде сплавов рассматриваемого типа. [c.275]

Метод конфигураций позволяет более точпо решить задачу об определении коэффициента диффузии в сплаве, так как предусматривает явный учет всех возможных конфигураций атомов разного сорта на узлах вокруг междоузлий и перевальных точек. Число таких конфигураций оказывается достаточно велико, и задача значительно усложняется. Тем нс менее этот метод дает воз-молшость найти более точную зависимость коэффициента диффузии от температуры и состава сплава, а в упорядоченных сплавах более детально исследовать влияние степени порядка на диффузию. Сравнение результатов применения двух методов к задачам диффузии показывает, как будет выяснено дальше, что основные качественные особенности диффузии внедренных атомов в сплавах замещения могут быть получены и менее точным, но значительно более простым методом средних энергий. [c.279]

Формулы (28,14) и (28,13) дают в рассматриваемом прибли5кении зависимость коэффициента диффузии внедренных атомов С от концентрации Сд атомов А и степени дальнего порядка т) сплава А — В,. При определении температурной и концентрационной зависимости В в упорядоченном состоянии сплава нужно учитывать, что от температуры и состава (без учета корреляции согласно (11,7)) зависит и степень дальнего порядка ц. [c.284]

Приведем теперь некоторые результаты, полученные в более общей теории диффузии внедренных атомов по октаэдрическим междоузлиям сплавов типа FeaAl [6, 7], Учтем возможность появления в таком сплаве трех типов узлов, на которых происходит упорядочение [8]. Это позволяет в единой схеме рассмотреть как переход при температуре Го1 из вполне неупорядоченного состояния в состояние со сверхструктурой типа FeAl (или Р-латуни), так и переход при более низкой температуре Гог к сверхструктуре типа FeaAl. [c.301]

Рис. 76. Экспериментальная зависимость 1п О от 1/Г для диффузии внедренных атомов водорода Б сплаве РеСо [14] В в см7с, Г в К. Стрелкой указана точка, паиесен-ная при температуре упорядочения Т = Та).

Отметим еш е, что при ц = 0, когда в среднем имеются положения для внедренных атомов только с одинаковой глубиной минимума потенциальной энергии, согласно (33,5) и (28,15) (для Г = Гг) время релаксации ,1, обратно пропорционально коэффициенту диффузии внедренных атомов О. Однако в упорядоченных сплавах, где имеются разной высоты потециальные барьеры для переходов атомов С, это уже несправедливо. Особенно хорошо это заметно в предельном случае, когда, например, Агг12 больше Анг настолько, что при данной температуре Гг [c.331]

Кинетика выделения карбидов из а-железа изучалась многими исследователями. Чувствительным индикатором количества внедренных атомов, остающихся в твердом растворе, является высота пика внутреннего трения, связанного с упорядочением атомов внедрения в поле напряжений. Это позволяет проследить за ранними стадиями процесса выделения. Первые работы в этом направлении были проведены Уэртом [62]. Уэрт установил, что кинетика процесса в целом может быть описана уравнением (39) с п, меняющимся от 1,2 до 1,7 (среднее значение 1,45). Это должно было бы соответствовать трехмерному контролируемому диффузией росту из достаточно отдаленных друг от друга заранее существовавших зародышей и первоначально рассматривалось как указание па то, что частицы имеют сферическую форму. Полученные позднее результаты показали, что величина п может довольно сильно меняться, увеличиваясь в недеформированных образцах по мере снижения температуры старения. При повышенном содержании углерода п резко увеличивается при некоторой определенной температуре (при 0,022 вес. % углерода эта температура составляет 60° С), и такое изменение кинетики процесса обнаруживается на графике зависимости 1п от 1/Г. [c.294]

Теория направленного упорядочения возникла в связи с исследованиями явления временного спада проницаемости, объясняемого наличием в твердом растворе атомов внедрения. Если большинство атомов внедрения будет расположено в междуузлиях вдоль одной определенной оси, например 1100], то возникнет одноосная анизотропия. В любом твердом растворе, который неполностью упорядочен, имеется совокупность пар одинаковых атомов. Эти пары атомов выстраиваются вдоль приложенного магнитного поля. Необходимо показать, что энергии внешнего магнитного поля достаточно для того, чтобы создать направленное упорядочение, а в том случае, если направленное упорядочение уже возникло, то оно может объяснить величину наблюдаемой магнитной анизотропии. Теоретически и экспериментально было показано, что каждая пара атомов обладает энергией, зависящей от угла между локальной намагниченностью и осью пары. При температурах ниже температуры Кюри, но достаточных для того, чтобы диффузия успевала проходить за конечный промежуток времени,, пары одинако- [c.155]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...