Когерентность поверхностей раздела

Когерентность поверхностей раздела IB эвтектике 363, 371 [c.430]

Этот вид превращений изучен наиболее полно. Он характеризуется отсутствием когерентных поверхностей раздела, в связи с чем кристаллы образующейся фазы приобретают равноосную форму. Кинетика роста кристаллов контролируется процессами на межфазной поверхности или диффузией компонентов. Для реализации фазового превращения нормальным механизмом необходимы меньшие переохлаждения, чем для других видов фазовых переходов. [c.33]

Соответствие решеток двух фаз требует непрерывного перехода структуры на поверхности раздела, В случае превращения г. ц. к. г. п. у. полностью когерентная поверхность раздела возможна. Такая граница аналогична двойниковой и также имеет низкую энергию. Ряды и плоскости атомов на границе непрерывны и в принципе не содержат дислокаций или других нарушений непрерывности. Основная трудность — это объяснить подвижность такой границы. [c.267]

Третье превращение при отпуске, протекающее в интервале температур 300—400° С, связано с интенсивным ростом кристаллов карбида. До 350 °С этот рост происходит без нарушения когерентности карбида с окружающим твердым раствором (а-фазой). Выше 350° С кристаллы карбида увеличиваются (процесс коагуляции) до таких размеров, когда напряжения достаточны, чтобы энергия искажения стала больше энергии образования границы раздела. Вследствие этого когерентность нарушается между фазами возникают поверхности раздела кристаллы карбида и блоки мозаики а-фазы обособляются. При температурах выше 400° С блоки а-фазы снова увеличиваются, поскольку в этих условиях интенсивно проходят процессы диффузии. [c.109]

Степень совершенства композита как механического континуума имеет определяющее значение в отношении эксплуатационных характеристик, а также максимального использования упрочняющего эффекта более жесткой и прочной составляющей композита. В идеале стремятся к совершенному континууму, т. е. к совершенной связи между компонентами композита. Это означает, что атомная структура компонентов, разделенных поверхностью раздела, обусловливает ее когерентность и что прочность поверхности раздела не меняется от точки к точке. Непрерывность [c.45]

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]

Как показано выше, для возникновения термоупругого мартенситного превращения необходимо, чтобы поверхностная энергия и энергия пластической деформации были настолько малы, что ими Можно было бы пренебречь. Это условие выполняется, если изменение структуры при превращении незначительно и, следовательно, объемные изменения невелики, а степень когерентности исходной и мартенситной фаз на поверхности раздела весьма велика. Указанное условие, как правило, выполняется, если в исходной и мартенситной фазах возникает упорядоченная структура. [c.16]

Общие замечания. К числу ответственных за упрочнение аустенитных суперсплавов когерентными частицами относят следующие факторы 1) когерентные искажения 2) различия в модуле упругости между упрочняющей частицей и матрицей 3) упорядоченная структура частиц 4) различия в энергии дефектов упаковки частицы и матрицы 5) энергия, необходимая для создания дополнительной поверхности раздела между частицей и матрицей 6) увеличение сопротивления деформации частиц с изменением температуры. [c.93]

Г -фазы (рис.9.9) тоже влияет на сопротивление ползучести, последнее можно повысить, если оптимизировать это размерное несоответствие, т.е. оптимизировать уровень когерентных искажений на поверхности раздела частица/матрица [25]. Этот вклад в прочность сплавов, по-видимому, более эффективен для кратковременной и низкотемпературной службы, поскольку увеличение размерного несоответствия решеток повышает и нестабильность -фазы. Обычно это нежелательно, поскольку огрубление или превращение ее выделений приводит к ухудшению сопротивления ползучести. Однако в некоторых случаях, таких, например, как развитие [c.329]

Для границы фаз при отсутствии когерентной связи можно рассмотреть два случая. Первый случай, когда вторая фаза вышла из недр твердого раствора, прошла через стадию когерентной связи и сформировалась как самостоятельная фаза, например при ст рении алюминиевых сплавов. Второй случай, когда обе фазы образуются из матричной, например при эвтек-тоидном превращении аустенита в перлит или образовании эвтектики из жидкого раствора. По-видимому, состояние поверхностей раздела в этих случаях будет различным. [c.126]

При увеличении поверхности раздела энергия искажений может быть уменьшена, если в эту поверхность ввести структурные дислокации. Такая поверхность раздела не является полностью когерентной. [c.227]

Анализ рентгенограмм образцов после медленного охлаждения и особенно после дополнительного нагрева свидетельствовал о местном спрямлении непрерывно изогнутой решетки вследствие разрыва когерентности на поверхности раздела а-пластины и образования набора определенного числа дискретных ориентаций. Уменьшение размытости рефлексов указывало на снятие внутренних напряжений, что обычно бывает при полигонизации. Вся рентгеновская картина свидетельствовала о возможном развитии процесса перегруппировки беспорядочно расположенных дислокаций в вертикальные ряды и стенки и образовании границ субзерен. [c.344]

Увеличение количества упрочняющей фазы и образование развитой сети поверхностей раздела до определенной степени замедляет ползучесть. При этом, как отмечалось, сложным образом меняется скорость диффузии. Роль частиц второй фазы (их дисперсности, количества и когерентности) как барьеров для движения дислокаций рассмотрена ранее (см. гл. VHI). [c.393]

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]

Физические свойства сплавов, как и механические свойства, отражают структурные изменения, происходящие при старении. Так, наблюдаемое повышение удельного электросопротивления при низких температурах старения (см. рис. 102) связано с начальной стадией распада, когда повышается рассеяние электронов проводимости очень малыми зонами [188] или искажениями вокруг когерентных с матрицей зон и дислокациями, возникающими на поверхности раздела частица — матрица [189, 190], Спад электросопротивления после определенных температур, зависящих от содержания кислорода в сплаве, связан с обеднением твердого раствора легирующими элементами, что подтверждается уменьшением периода решетки сплавов от закаленного состояния к состаренному при 1000° С. Так, сплав Nb — 2% Hf — 0,05% О имеет следующие значения периода 3,303 А и 3,301 А для закаленного при 1700° С и для состаренного при 1000° С (после закалки с 1700° С) состояния соответственно. Второй подъем электросопротивления наблюдается при достаточно высоких температурах старения и связан с обратным переходом фазы в твердый раствор. [c.252]

Для построения количественной теории, основанной на вышеизложенной концепции, необходим расчет упругой энергии заключенного в матрице кристалла. Если предположить, что матрица упруго изотропна, расчет этот для эллипсоидального включения может быть проведен путем рассмотрения следующей последовательности мысленных операций (Эшелби [29]). Вырежем из матрицы некоторый объем а-фазы и дадим ему возможность превратиться в р-фазу. Приложим теперь к поверхности этого кристалла напряжения, которые возвратят его размер и форму к размеру и форме полости в матрице. Поместим нашу р-фазу в эту полость, сварим поверхности раздела и дадим напряжениям возможность релаксировать. Таким путем мы оценим упругую энергию при когерентном превращении. Если два кристалла некогерентны, то в расчет принимается только изменение объема в этом случае можно считать, что полость заполнена сжимаемой жидкостью, объем которой равен нормальному объему р-кристалла. [c.336]

Когерентность поверхности раздела между компонентами— один из самых важных факторов, определяющих структуру и прочность композиционного материала. Полная когерентность наблюдается тогда, когда кристаллы соярикасаются так, что атомная плоскость, составляющая поверхность раздела, характеризуется общим для обеих кристаллических структур расположением атомов без учета их химической природы, а межатомные расстояния в этой плоскости для двух данных структур почти одинаковы. [c.70]

В совершенной структуре при движении полностью когерентной поверхности раздела в нормальном к ее поверхности направлении возникают все те проблемы, с которыми приходится иметь дело при росте совершенного кристалла из пара. Предположим, что небольшая часть поверхности раздела продвинулась вперед на расстояние, равное одному периоду решетки. Ступенька на поверхности раздела, окружающая этот выдвинувшийся вперед участок, будет обладать повышенной по сравнению с остальной поверхностью раздела энергией, и возникновение этой энергии препятствует росту. Формально ступеньку можно рассматривать как дислокационную линию особого вида (дислокация превращения или двойникующая дислокация) с вектором Бюргерса,. равным произведению высоты ступеньки на вектор смещения деформации с инвариантной плоскостью при превращении решетки (фиг. 22). Энергия ступеньки соответствует линейному натяжению дислокации, и в отсутствие достаточно высоких напряжений ступенька будет сокращаться, возвращая поверхность раздела к ее исходному положению. Напряжения могут создаваться химической движущей силой или извне приложенными напряжениями при фиксированном эффективном напряжении ступенька будет развиваться только в том случае, если она имеет достаточно малую кривизну. Таким образом, в данном случае существует механизм двумерного зарождения, и, как только площадь уступа достигает размера, за которым может начаться его самопроизвольное развитие, граница раздела продвигается вперед на высоту уступа. Следует отметить, что, хотя ступенька перемещается по плоскости [c.323]

Пикеринг указывает на то, что образование полости на концах включений во время прокатки зависит от способности металла течь в отверстия, образовавшиеся (по майней мере,, иа мгновение) при разрыве включений более вероятно, что это происходит при более низких,, а не при более высоких температурах прокаткн, и при наличии хрупких, а не пластичных включений. Он соглашается с тем, что нет необходимости объяснять повреждения, вызываемые водородом, наличием полостей значительных размеров и указывает на то, что скопление-дислокаций в действительности представляет собою полости атомного масштаба, а поверхность раздела между включением и окружающим металлом может рассматриваться как тонкая, полость значительных размеров, так как не имеется доказательства когерентности поверхности раздела. В частицах шлака (в особенности основного шлака) может содержаться больше водорода, чем в окружающей стали. Зти частицы могут образовывать источник скопления водорода, расположенный достаточно близко к полостям 155]. [c.382]

Кристаллические, но разного строения Определенная связь ориентировок Когерентная межфазо-вая поверхность раздела [c.18]

ВОЛНЫ [капиллярные — поверхностные волны малой длины, в которых основную роль играют силы поверхностного натяжения когерентные — волны света, у которых разность их фаз не зависит от времени ленгмюровскне — продольные колебания плотности электронов в плазме Маха — ударные звуковые волны, возникающие при движении тел со скоростями, превышающими фазивые скорости упругих волн в данной среде некогерентные — волны света, разность фаз которых изменяется с течением времени поверхностные <— волны, распространяющиеся на свободной поверхности жидкости или на поверхности раздела несмешивающихся жидкостей акустические — упругие волны, распространяющиеся вдоль поверхности твердого тела и затухающие при удалении от нее электромагнитные — электромагнитные волны, распространяющиеся вдоль некоторой поверхности и затухающие при удалении от нее) поперечные — волны, когда частицы среды колеблются в плоскостях, перпендикулярных к направлению распространения волны (эта среда должна обладать упругостью формы) продольные — волны, если колебания частиц среды происходят в направлении распространения [c.227]

Т, о., все расположенные вблизи пути частицы атомы будут излучать когерентно. Это и происходит в случае излучения Черенкова — Вавилона. Во всех др. направлениях, для к-рых OS У)-= г= с/и)У е, возбуждённые атомы излучают некогерентно. То же самое происходит при скорости частицы и<с/Ув. В однородном веществе И. разных излучателей полностью погашается. Если в веществе присутствуют микроскопич. неоднородности, то полного погашения волн от разных излучателей в точка наблюдения не происходит. Наличие поверхности раздела двух сред препятствует взаимному погашению полей в точке наблюдения от излучателей, находящихся по разным сторонам поверхности раздела и увеличивает интенснвность некогерентного высвечивания возбуждённых атомов, т. е. переходного И. [c.104]

Чпен 2ял приближенно характеризует площадь поверхности кристалла мартенсита, а а — межфазную энергию на единицу площади. Эта величина существенно изменяется в зависимости от степени когерентности решеток исходной и мартенситной фаз. Если считать, что поверхность раздела состоит из дислокационных петель Франка [2], то а (8,4-г 4-16,8) 10 Дж/см . Энергия упругой деформации выражается как [c.11]

В образцах с низким содержанием N1 температура начала повышения твердости и температура начала понижения почти совпадают. Можно считать, что изменение обусловлено выделением 72-фазы. Изменение можно рассматривать [42, 82] в связи с описанным ниже механизмом, предложенным Хорнбогеном. На поверхности раздела сохраняется когерентность 72-фазы и исходной фазы, однако если плотность дисперсных когерентных выделений высока, то при превращении исходной фазы выделения окружены мартенситной фазой, сохраняющей когерентность, поэтому необходима большая энергия деформации или энергия [c.141]

Поверхностная энергия на границе раздела двух соприкасающихся кристаллов зависит от ориентировки этих кристаллов. С увеличением угла разориентировки возрастает величина избыточной поверхностной энергии. Поверхность раздела двойников имеет малую а. Этим объясняется, что двойниковые кристаллы плохо растут. Аналогично ведет себя видманштеттова структура. Однако если с помощью холодной деформации несколько изменить взаимную ориентировку кристаллов, то их рост идет быстрее. При наличии когерентной связи имеет значение еще и величина упругой энергии на границе фаз. Чем она меньше, тем стабильнее структура, ПО этой причине когерентная фаза выделения в жароирочных никелевых сплавах слабо коагулирует. При введении в силав определенных легирующих элементов можно уменьшить разницу в параметрах решеток обеих фаз. Это уменьшает упругую деформацию и приводит к дополнительному замедлению скорости коагуляции. [c.175]

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]

Если старение идет по обычному механизму зародышеобразования (например, в сплавах алюминий — медь), процесс, по-видимому, характеризуется следующей последовательностью [185, 149]. В растворе возникают области, обогащенные атомами растворенного элемента кластеры или зоны Гинье — Престона (зоны Г—П). Этот процесс идет при комнатной и более низких температурах (естественное старение). Вслед за ним происходит образование упорядоченных зон 9". Обе фазы (Г — П и 0") когерентно связаны с матрицей, на что указывает, в частности, наличие искажений решетки матрицы вблизи них. Затем образуется промежуточная фаза 6 , которая лишь частично когерентно (т. е., по крайней мере, по одной поверхности раздела) связана с матрицей и определенным образом ориентирована по отно [c.222]

При старении сплавов А1 — Ag промежуточная фаза у зарождается в твердом растворе на дефектах упаковки, что приводит к непрерывному переходу структуры матрицы в структуру выделения (Никольсон и Наттинг). Методами малоуглового рассеяния рентгеновских лучей и электронной микродифракции было показано, что само выделение -фазы содержит дефекты упаковки. Однако по мере роста частиц фазы структура ее становится более совершенной. Из-за различия в структуре у никогда не бывает полностью когерентна и на поверхности раздела должны быть частичные дислокации, что уменьшает напряжения решетки. [c.235]

В случае полукогерентной границы ее можно представить как поверхность раздела, состоящую из когерентных и некоге- [c.267]

Среди различных факторов, определяющих величину работы продвижения дислокаций через препятствия, наибольшее значение, ло-видимому, имеют когерентные напряжения, возникающие из-за различия атомных объемов матрицы и когерентного выделения (теория Мотта и Набарро), и эффекты, связанные с увеличением поверхности раздела между частицей и матрицей при рассечении частицы дислокацией (Спайх). По мере роста частиц работа пересечения (среза) их увеличивается и дислокации начинают проходить между ними (если расстояние между частицами достаточно велико, а материал матрицы между жесткими некогерентными частицами является достаточно мягким). Если [c.310]

Высокое сопротивление ползучести следует ол идать при наличии когерентной связи между матрицей и второй фазой. В этом случае, с одной стороны, нужны большие усилия, чтобы протащить дислокацию через поверхность раздела, а с другой — такая граница в диффузионном отношении менее проницаема, чем некогерентная. При когерентной связи частицы растут медленно. [c.393]

Аналогичного рода эффекты - снижение упругих силовых констант, величины модуля сдвига G и соответственно теоретического напряжения сдвига предполагались Канером Ф. [439], В.И. Старцевым с сотр. [424], а также рассматривались в теоретических работах Сумино [425] применительно к межфазной внутренней поверхности раздела (когерентной границе двойника). В частности, в работе В.И. Старцева с сотр. [424] [c.131]

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]

В дальнейшем мы будем предполагать, что, какова бы ни была структура поверхности раздела, кристаллы по обе стороны от поверхности раздела остаются внутренне когерентными и контакт между ними нигде не нарушается. Сделанное нами предположение ) означает, что поверхность раздела является инвариантной, так что все макроскопические векторы, которые могут содержаться в любом плоском сечении этой поверхности, при ее перемещении не изменяются по длине и направлению. Это условие удовлетворяется автоматически в случае полностью когерентной границы и может выполняться при определенных обстоятельствах за счет соответствующих перемещений атомов в случае некогерентной границы. Структура нолукогерентной границы должна быть такой, чтобы это условие удовлетворялось. Наложенное ограничение можно рассматривать как частный случай более общей проблемы совместимости макроскопического изменения формы дефор- [c.233]

Когда между фазами могут существовать скользящие когерентные или полукогерентные границы, возможны мартенситные превращения. Некоторые другие превращения также обнаруживают кристаллографические особенности, которые означают существование таких границ, даже хотя их кинетические характеристики могут быть совершенно иными. Примером служит образование бейнита в сталях. Во время этого превращения из аустенита, пересыщенного углеродом, выделяются феррит и цементит, так что требуется диффузия углерода на значительные расстояния. Не исключено, однако, что поверхность раздела феррит — аусте-нит является поверхностью мартенситного типа, так как имеющейся тепловой энергии недостаточно для того, чтобы атомы железа могли переходить из одного кристалла в другой термически активируемым путем. [c.235]

Промежуточный случай представляют собой полукогерентные зародыши в этом случае высокая упругая энергия, характерная для когерентной структуры, понижается благодаря встраиванию в поверхность раздела соответствующего ряда дислокаций поверхностная же свободная энергия, которая представляет собой главным образом энергию дислокационного ряда, соответственно повышается. Полукогерентная поверхность раздела может образовываться тогда, когда зародыш пластинчатой формы достигает такого размера, что естественная длина какого-либо вектора решетки р-фазы, лежащего в плоскости поверхности раздела, будет отличаться от длины параллельного вектора в а-фазе приблизительно на одно межатомное расстояние. [c.238]

В упомянутых выше теориях зарождения рассматривается только образование очень малых областей новой фазы без учета кристаллографии превращения. В то же время весьма вероятно, что критическим моментом при зарождении мартенсита является достил ение условий, при которых может начаться не активируемый термически рост, а это для большинства превращений подразумевает образование полукогерентной поверхности раздела. Вопрос этот специально рассматривался Кнаппом и Делингером [45], развившими теорию, основанную на предложенной Франком модели поверхности раздела. По концентрации дислокаций была оценена поверхностная энергия зародыша, оказавшаяся равной 200 эрг1см , что значительно выше поверхностной энергии полностью когерентной границы раздела упругая энергия была рассчитана, исходя из общего изменения формы с использованием теории изотропной упругости. Считалось,- что зародыши возникают вследствие взаимодействия дислокаций друг с другом с последующим их перераспределением, приводящим к возникновению такого сплюснутого эллипсоида, форма которого соответствует минимуму поверхностной и упругой энергии. Эта минимизация проводилась таким же путем, как и в классической теории зарождения, но за критический размер зародыша принимался такой, при котором изменение полной свободной энергии не достигает своего максимального значения, как в классической теории, а становится отрицательным. Предполагается, что зародыши, размер которых превышает этот размер, оказываются способными к быстрому росту, приводя к возникновению новых дислокаций по мере роста пластины параллельно поверхности раздела. [c.335]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...