Растворы внедрения, распад

Радиационные нарушения 89 Распределенпе Больцмана 147 Растворы внедрения, распад 191 ----, —, температурная зависимость 195 [c.365]

Распад твердых растворов внедрения на два раствора измененных концентраций [c.190]

РАСПАД ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ ВНЕДРЕНИЯ [c.191]

Это уравнение определяет при каждом значении температуры Т = Тр равновесное значение р, т. е. разность концентраций атомов С в первой и второй фазах, определяющую ширину двухфазной области па диаграмме состояния. Тр имеет смысл температуры распада. При Т > > Тр сплав находится в однофазном состоянии и представляет собой однородный твердый раствор внедрения, имеющий концентрацию Сс = Нс/Э1. Охлажденный до температуры Т, меньшей Тр, этот сплав распадается на две находящиеся в равновесии фазы с разными составами и Сс определяемыми при Г = Г из (16,21), (16,20) и (16,18). Из первого равенства (16,9) следует, что концентрация Сс (для двухфазного сплава имеющая смысл средней концентрации) связана с Сс и Сс соотношением [c.195]

В 16, 20 были рассмотрены теории распада бинарного и тройного сплавов внедрения на два твердых раствора измененных концентраций. Однако часто встречаются случаи, когда сплав внедрения распадается на твердый раствор внедрения измененного состава и химическое соединение внедренных атомов с атомами, занимающими узлы решетки, имеющее определенный состав. Примером такого распада может служить выделение карбида из легированного аустенита. [c.224]

Выясним сначала, как будет происходить распад простейшей бинарной системы — раствора внедрения атомов С в чистом металле В на твердый раствор измененного состава и химическое соединение С с В. Для этого рассмотрим частный случай изложенной в 21 теории, в котором концентрация атомов А в исходном твердом растворе равна нулю. В этом случае сдо = О и = 0. [c.231]

Легирование металлов различными элементами широко используется для получения сплавов с оптимальными физико-химическими и механическими характеристиками. Для упрочнения сталей большое значение имеет образование пересыщенных твердых растворов внедрения углерода, образующихся при мартенситном распаде аустенита. В тугоплавких ОЦК металлах IV—VI групп образование твердых растворов внедрения не играет такой роли, напротив, загрязнение тугоплавких ОЦК металлов примесями внедрения сильно снижает их пластичность при пониженных температурах и ведет к возрастанию температуры перехода к хрупкому разрушению. Так влияет, например, увеличение содержания кислорода и углерода в ниобии и особенно ванадии, или содержания углерода в хроме, молибдене и вольфраме. [c.139]

Из диаграммы состояния — Н следует, что водород расширяет область Р-фазы и сужает область а-фазы (рис. IV. И). При 335° С происходит эвтектоидный распад Р-фазы на а- и у-фазы. Эвтектоидная точка лежит при 36,С—38,0 о атомн. Н (1,21 1,26% вес.), а- и Р-фазы представляют собой твердые растворы внедрения водорода [c.385]

Наиболее прямое, а также более строгое сравнение (Ясн) r- r и Hn может быть сделано одновременно для ниобия и растворов внедрения путем определения переходов по электросопротивлению, измеренных в поперечных магнитных полях на образце, несущем более высокие токи, чем сообщенные выше [41, 42]. Однако количественное сравнение соотношений (Ясн) и Hn должно быть сделано не только при той же самой температуре, но и вблизи Тк, при которой теория Абрикосова более применима. Hn, измеренное с большей точностью, чем указано выше, может также выявить малую, но конечную намагниченность, еще имеющуюся выше этой величины. Многое могло бы также объяснить исследование монокристаллов ниобия очень высокой чистоты и ниобия с различными известными структурами, образовавшимися при спинодальном распаде [43] и присутствующими в нем известными молекулярными фазами [17—20]. [c.120]

Аустенит представляет собой твердый раствор внедрения углерода в V-железе. Растворимость углерода в у-железе может достигать 1,7 /о. В обыкновенной углеродистой стали аустенит устойчив до температуры 723°. Ниже 723° он распадается на феррит и цементит. При температурах, лежащих ниже 723°, аустенит может сохраняться только в высоколегированных марганцовистых, хромоникелевых или никелевых сталях. [c.38]

Аустенит — твердый раствор внедрения углерода в 7-железо с максимальным содержанием углерода 2,14 % при 1147 °С и 0,8 при 727 °С. Аустенит немагнитен. Атом углерода расположен в центре элементарной ячейки. При температуре ниже 727 °С аустенит или превращается в феррит при низком содержании углерода или распадается на цементит и феррит, образуя перлит, при высоких содержаниях углерода. Аустенит пластичен, твердость его НВ 160—200, б = 404-50 %. [c.82]

В углеродистых сталях обратное мартенситное превращение не было обнаружено, что можно объяснить высокой подвижностью атомов углерода в растворе внедрения при нагревании диффузионный распад мартенсита (отпуск) проходит раньше, чем достигается температура Ап. [c.216]

Известно, что реакции внедрения в решетку инородных частиц (образование твердых растворов замещения и внедрения) не протекает совсем, если в них участвует идеальная бездефектная решетка. В результате взаимодействия примесных атомов с вакансионными комплексами пористой подповерхностной зоны металлической матрицы (в качестве основы изучались Ре, Сг и Т1 - [74]) образуются чрезвычайно устойчивые и энергетически выгодные конфигурации. Такие комплексы не распадаются в широком интервале температур, вакансии не уходят на стоки. [c.121]

Образцы поликристалличе-ского молибдена, закаленные при 2100—2200° С, обладали исключительно высокой -пластичностью при комнатной температуре. Относительное сужение при испытаниях на растяжение составляло 95%. Повторный нагрев образцов до 850° С не уменьшал их пластичность. Однако нагрев в интервале температур 900—1700°С приводил, с одной стороны, к резкому падению пластичности, а с другой стороны, по данным металлографического анализа к измерениям внутреннего трения, к распаду твердого раствора примесей внедрения. [c.41]

Объяснить такое изменение свойств молибдена можно, пред- положив, что процесс распада твердого раствора сильнее влияет на склонность металла к хрупкому разрушению, чем торможение дислокаций вследствие взаимодействия их с примесными атомами внедрения в твердом растворе. [c.42]

Косвенным подтверждением этому предположению служат результаты работы [173]. Железо (металл с о. ц. к.-решеткой) высокой чистоты, полученное методом зонного рафинирования и подвергнутое отжигу при температуре старения, вне зависимости от длительности этого отжига переходит при комнатной температуре в хрупкое состояние. В пользу того, что это состояние связано именно с образованием зон из примесных атомов внедрения, свидетельствует исчезновение эффекта охрупчивания при повышении содержания в металле примесей внедрения, так как последнее облегчает распад твердого раствора с выделением частиц фаз внедрения. [c.43]

Нелегированный молибден не термостабилен при температуре выше 1000° С. Прочность его падает вследствие роста зерна, а пластичность — из-за протекания в объеме зерен распада твердого раствора примесей внедрения, сопровождающегося возникновением локального фазового наклепа. [c.51]

Относительно характера фазовых равновесий в твердом состоянии в системе Hf—Nb до настояш его времени нет единого мнения [4]. Согласно работе [1] в системе наблюдается распад твердых растворов (pHf, Nb) на две фазы (aHf) + (PHf, Nb). Максимальная растворимость Nb в aHf составляет 4 % (ат.) [2—3] или 2 % (ат.) [3] при температуре 1000 С. Двухфазная область очень чувствительна к загрязнению примесями внедрения [4]. [c.885]

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]

Здесь следует заметить, что существует такая достаточно большая скорость охлаждения аустенита, начиная с которой он уже не успевает распадаться на феррито-цементнуую смесь, а переохлаждаясь до вполне определенной температуры, превращается в пересыщенный твердый раствор внедрения углерода в a-Fe. Этот раствор, называемый мартенситом, очень тверд и хрупок. Его твердость составляет 600 кгс/мм НВ. Мартенситное превращение требует непрерывного охлаждения от температурной точки М (начало мартенситного превращения) до точки М (конец мартенсит-ного превращения). Оно происходит в результате бездиффузионно-го аллотропического превращения v-Fe а a-Fe (ГЦК-решетки в ОЦК), при котором вследствие отсутствия диффузии из-за низкой температуры весь находившийся в аустените растворенный углерод остается в новой ОЦК-решетке и оказывается растворенным в а-Ре. Но так как растворимость углерода в a-Fe значительно меньше, то получается пересыщенный раствор с большими искажениями решетки и внутренними напряжениями. Эти искажения и напряжения называются закалочными, их появлению способствует очень большая плотность возникающих дислокаций. [c.34]

Рис. 55. Теоретическая диаграмма состояния, соответствующая распаду твердого раствора внедрения на две фазы измененных концентраций для случая, когда — Зидд/й = 10б0 К. Пунктирной линией указаны значения и

В, твердых растворах водорода в палладии наблюдается ниже примерно 300°С сосуществование двух фаз (а- и р-фазы) с разными концентрациями водорода в ГЦК решетке палладия. В таких растворах происходит распад однородного твердого раствора внедрения, существующего выше температуры распада, на два раствора измененных концентраций (см., например, [37]). Фаза с малым содержанием водорода (а-фаза) и фаза с большим содержанпем (Р-фаза) отличаются параметрами решетки. [c.196]

Для получения условий равновесия двух фаз, образующихся при распаде, заметим, что в 20 такая модель применялась при определении свободной энергии обеих фаз — растворов внедрения атомов С в междоузлия сплавов замещения А — В. Поэтому можно взять выражения (20,1) — (20,3) для энергии и (20,4) для числа различимых перестановок атомов, записанные в 20 как для первой, так и для второй фаз, использовав их для рассматриваемой здесь первой фазы (твердого раствора), полагая =1. Таким образом, обозначая через соответственно конфигурационную знергию и число раз--личимых перестановок атомов для первой фазы, получим [c.225]

В дискуссии по работе [265] подчеркивалось, что эффекты упрочнения должны быть еще более значительными в случае спи-нодального распада пересыщенных растворов внедрения. Однако до сих пор не описан распад такого типа, хотя возможно, что увеличение твердости при отпуске эвтектоидной закаленной стали в самой начальной стадии (50—200° С т < 1 мин) связано с таким распадом. При электронномикроскопическом исследовании на просвет выделения не наблюдались. [c.309]

Для прерывистого распада пересыщенных твердых растворов характерно протекание его сначала по дефектным местам решетки, например по границам зерен. В этих местах начинается образование областей распада твердого раствора. Это приводит к формированию так называемой ячеистой структуры сплава. Такой процесс старения характерен для твердых растворов сплавов систем меди с ггребром, бериллием, индием, никеля с бериллием, свинца с оловом, /келеза с углеродом и происходит сразу с образованием выделений чш. тнд новой фазы. Старение с выделением частиц новой фазы IKI границам зерен сплава может приводить к его охрупчиванию (например, к отпускной хрупкости в сталях) чаще всего подобное яв- Mi iiue имеет место при распаде твердых растворов внедрения. [c.37]

Азот, согласно рис. 1.22, в зоне дуги практически не диссоциирует. Однако его концентрация в швах значительна (до 0,1 %). Предполагают, что в зоне дуги азот и кислород образуют оксид азота, который, контактируя с металлом ванны, охлаждается и распадается, насыщая жидкий металл хорошо растворяющимися атомарными азотом и кислородом. Указанное предположение подтверждено косвенно тем, что швы, полз енные в защитной среде азота, менее насыщены азотом, чем в смеси азота и кислорода. При кристаллизации металла азот, как и водород, может образовывать поры в швах. Азот образует с металлом после кристаллизации твердый раствор внедрения, степень пересыщения которого возрастает по мере охлаждения. Диффузия азота затруднена большими размерами его атома. При охлаждении до температур 700...800 К азот образует нитриды железа (РегН, Fe4N), карбо-нитриды ( N), нитриды титана, молибдена и других элементов, содержащихся в стали. Указанные нитриды образуются в объеме зерен. [c.42]

Влияние азота на коррозионное растрескивание высокопрочных сталей также, по-видимому, связано с изменением внутренних напряжений при его введении в сталь. Он имеет небольшой атомный радиус и благодаря этому может образовывать тве рдые растворы внедрения с а- и у-желеэом и некоторыми другими металлами. При достаточно быстром охлаждении из у-области азотистые сплавы закаливаются как и углеродистые образуется вихро-мартенсит и продукты его распада при отпуске [158]. [c.140]

Рассмотрим здесь второй случай, когда энергия взаимодействия Мсс < О и атомам G энергетически выгоднее быть окруженными другими атомами G. Для таких сплавов внедрения при низких температурах следует оншдать выпадения новой фазы с повышенной концентрацией элемента G, т. е. распада твердого раствора на две фазы — твердые раств1оры внедрения, один из которых обеднен, а другой обогагцен атомами G. При высоких же температурах, когда энтропийное слагаемое в свободной энергии оказывается существенным, сплав должен представлять собой однородный твердый раствор. [c.191]

Следуя работам [1, 2], рассмотрим раснадаюпщйся сплав металлов А и В типа замещения с ГЦК решеткой, в октаэдрические междоузлия которой внедрено относительно небольшое количество атомов примеси элемента С. Ограничимся здесь случаем, когда обе фазы, получающиеся после распада, являются твердьпйи растворами измененных концентраций, причем имеют геометрически такую же кристаллическую решетку, как исходный сплав. Концентрации атомов С в этих фазах будем считать малыми, т. е. не рассматриваем здесь пока слзшай выделения (при распаде) химического соединения элемента С с металлами А и В. Расчет проведем в рамках той же упрощенной модели, которая была принята в 16, но для более сложного случая тройного сплава А — В — С. При рассмотрении внедренных в менодоузлия атомов С явно примем во внимание все возможные конфигурации ближайших атомов А и В, окружающих эти междоузлия. [c.215]

Из 22,1) может быть найдена температура распада Гр рассматриваемого бинарного сплава В — С как функция концентрации = ПсШц внедренных атомов С в исходном твердом растворе [c.231]

Таким образом, в этом случае равновесная концентрация внедренных атомов С в твердом растворе в начале выделения при некоторой заданной температуре, являющейся температурой распада, обратно пропорциональна концентрации легирующего элемента В (почти чистое химическое соединение которого с С выпадает) в степени l/Y. Этот результат представляет собой обобщение формулы (13) работы [4], полученной там для частного случая 7 = на случай любых Как было отмечено в [4], такой результат находится в качественном согла-сип с эксиоримепталышми данными. [c.233]

В молибдене распад твердого раствора начинается, в основном, с сегрегации примесных атомов внедрения на дислокациях, как статистически распределенных в объеме зерен, так и образующих границы зерен и субзерен. Иными словами, он начинается с образования примесных атмосфер Котрелла. [c.42]

Для молибдена при температуре 1600° С, когда процесс распада твердого раствора примесей внедрения происходит достаточно лолно, можно принять следующие значения величин, входящих в уравнение (3.8) Ткр = 0,25 кгс/мм мог =12 000 кгс/мм Е = = 23 500 кгс/мм , v = 0,3 / = 5-10 мм бо = 0,06. Тогда го = = 3-10 мм, т. е. около 0,3 мкм. [c.45]

Однако при отжиге теплопрессованного молибдена при температуре выше 1000° С в объеме зерна происходит интенсивный распад твердого раствора примесей внедрения, который должен сопровождаться возникновением локального фазового наклепа (рис. 3.5). Действительно, металл даже после кратковременного отжига при температуре выше 1000° С хрупок при комнатной температуре (см. табл. 3.4). [c.51]

Как было показано, увеличение количества частиц фаз внедрения и их коагуляция должны сопровождаться генерацией дислокаций, частично снимающих напряжения около крупных частиц. Исследования субструктуры литого молибдена, модифицированного карбидом циркония [96], показало, что в металле по мере увеличения количества карбида уменьшаются размеры зерен, субзерен первого и второго порядка (субзерна второго порядка в нелегированном литом молибдене вообще отсутствуют), увеличиваются угол разориентации между субзернами первого порядка, удельная разориентац ия субзерен первого и второго порядков и избыточная плотность дислокаций внутри и на границах субзерен первого порядка. Авторадиографическое исследование (с применением радионуклида показывает (рис. 3.6), что распад твердого раствора при введении карбидов происходит не только на границах литого зерна, но и на субструктурных границах, а также, по-видимому, на отдельных нагромождениях дислокаций внутри субзерен. [c.54]

Выделение частиц фаз внедрения в объеме и по границам зерен оказывает на литом металле охрупчивающее действие — повышается температура хрупко-вязкого перехода (рис. 3.7), снижаются прочность и пластичность при комнатной температуре, особенно на образцах, вырезанных в поперечном направлении к оси слитка. Наряду с этим интенсификация распада твердого раствора вследствие модифицирования и сопровождающий ее рост внутренних напряжений существенно повышают сопротивление металла пластической деформации. При этом удельное давление прессования слитков увеличивается в 1,5—2 раза в зависимости от степени деформации. [c.54]

Работы по изучению старения малоуглеродистого железа, в частности систематические исследования Скакова [186— 188], показали, что общая закономерность распада пересыщенного раствора аналогична закономерностям, наблюдаемым в классических стареющих системах, хотя старение идет за счет примесей внедрения. При этом не вполне ясно, за счет каких примесей идет старение кислорода, азота, углерода или различных комбинаций этих элементов. [c.248]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...