Перераспределение примесей

Еще одна особенность кристаллизации сплавов — влияние градиента концентрации растворенного элемента в слое переохлажденного расплава, контактирующего с твердой фазой, на температуру Т я- При кристаллизации сплавов происходит диффузионное перераспределение примесей между жидкой и твердой фазами. Переохлаждение, связанное с перераспределением примесей, принято называть концентрационным переохлаждением. [c.443]

Формирование сварного соединения при сварке плавлением сопровождается сложными диффузионными процессами в жидкой и твердой фазах, которые приводят к изменению химического состава в различных зонах, выделению или перераспределению примесей и легирующих элементов. При рассмотрении явления концентрационного переохлаждения уже указывалось на то, что состав кристаллизующейся твердой фазы будет отличен от состава исходного расплава. Вследствие этого по мере увеличения количества затвердевшего металла состав остающегося расплава, так же как и состав образующейся твердой фазы, будет постоянно изменяться. Поэтому при неизменности общего количества примесей в кристаллизующемся объеме сварочной ванны содержание их в различных участках шва неодинаково, что может приводить как к изменению прочностных характеристик, так и к снижению показателей свариваемости. [c.455]

Кривая пластичности может иметь еще один минимум, расположенный в области более низких температур, в частности, в том случае, когда при высоких температурах сварочного цикла происходит значительное перераспределение примесей из тела зерна к его границам и образуются новые фазы эвтектического характера. У однофазных сплавов могут образовываться новые границы зерен с более высокими уровнями физической или химической микронеоднородности, приводящей к понижению прочностных и пластических свойств. Иногда первый и второй температурные интервалы низких пластических свойств расположены так близко, что могут сливаться, образуя один т.и.х. [c.476]

Перераспределение примесей и легирующих элементов в сплавах происходит в период их пребывания в температурных областях, когда существует заметная диффузионная подвижность этих элементов. При этом возможны два противоположных процесса выравнивание концентрации элементов по объему — гомогенизация, или их накопление на отдельных структурных составляющих, границах зерен и скоплениях дефектов кристаллической решетки — сегрегация. [c.507]

Здесь не рассматривается роль перераспределения примесей в результате взаимодействия с вакансиями, поскольку это больше относится к кинетике катодных реакций. [c.115]

Поверхности раздела в волокнистых и слоистых композиционных материалах можно рассматривать как самостоятельный элемент структуры. Точнее, следует говорить не о геометрической поверхности раздела, а о прилежащей к поверхности раздела области, в которой протекают процессы растворения, образования и роста новых фаз, перераспределения примесей и т. д. [c.6]

В процессе зонной плавки происходит перераспределение примесей по длине образца, удаление примесей путем испарения и взаимодействие примесей и основного металла с атмосферой плавильного пространства. Примеси, повышающие температуру [c.94]

Кроме перераспределения примесей, при зонной плавке происходят процессы испарения как собственно молибдена, так и его примесей. Температура плавления молибдена высока — 2625° С, большинство примесей, присутствующих в нем, имеют при этой температуре высокое давление паров, и, следовательно, могут интенсивно удаляться в процессе плавки. [c.95]

Обнаруженная обратная зависимость прочностных свойств от скорости активного растяжения при исследовании основного металла и металла сварного шва представляет особый интерес. Проявление такой зависимости подтверждает принципиальную важность исследования физико-механических свойств материалов в процессе облучения при температурах 0,3—0,47 пл, когда определяющими считаются кратковременные, а не длительные прочностные свойства. Аномальное поведение основного металла при флюенсе 0,5 10 нейтр. см- и металла сварного шва при флюенсах 0,5 10 и 2 10 нейтр. см- связано, вероятно, с переходом от дислокационно-субструктурного механизма деформационного упрочнения в необлучаемых образцах к диффузионно-дислокационному механизму в процессе облучения. Последний обусловлен диффузионной релаксацией напряжений в деформируемых материалах и проявляется в виде обратной скоростной зависимости физико-механических свойств [4]. Проявлению действия механизма диффузионно-дислокационного упрочнения способствует миграция избыточных точечных дефектов, образующихся при облучении. Необходимым условием диффузионно-дислокационного упрочнения является также постоянство скорости деформирования, обеспечивающее равенство между внутренним сопротивлением деформированию и прилагаемой растущей нагрузкой [4]. Как показано в [5], при этом происходит перераспределение примесей в неоднородном поле внутренних напряжений и их релаксация вследствие направленной (восходящей) диффузии. Такое перераспределение, наряду с процессами микротекучести и диффузионного залечивания очагов разрушения, повышает структурную однородность решетки и лежит в основе программного упрочнения кристаллических тел [4]. Характерно, что обратная скоростная зависимость прочностных свойств [c.109]

Уменьшение влияния препятствий на пути перемещения дислокаций в виде примесных выделений в опытах по зонному выравниванию химического состава привело к перераспределению примесей и к увеличению пластичности. Чистота металла влияет и на величину энергии распространения трещины у высокочистого металла она приблизительно вдвое выше, чем у металла технической чистоты. [c.271]

В настоящей главе будут рассмотрены лишь вопросы образования твердой фазы из расплава, т. е. в условиях, когда фазовый переход определяется, как правило, отводом тепла из расплава. В начале главы будут изложены основные принципы процесса затвердевания. Изложение разбито на пять разделов, в которых обсуждается 1) образование зародышей 2) кинетика движения межфазовой границы 3) перераспределение примесей при затвердевании 4) морфология поверхности раздела кристалл — расплав и 5) физические несовершенства (дефекты). Заключительная часть главы посвящена применению развитых в начале главы представлений к 1) исследованию диаграмм состояния и 2) затвердеванию слитков. [c.155]

ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИМЕСЕЙ ПРИ ЗАТВЕРДЕВ АНИ И [c.164]

Это явление может быть объяснено как перераспределением примесей, особенно углерода [99], так и снятием наклепа при рекристаллизации в высокотемпературной области существования а-фазы. Оба эти процесса могут влиять на изменение относительного объема при дилатометрическом исследовании. Однако во время последующих циклов четкость начала и конца фазового превращения увеличивается и дилатометрические кривые становятся почти такими же, как для чистого железа [52]. [c.451]

По окончании термической обработки во избежание перераспределения примесей образцы до начала любых измерений хранили при 77 К. [c.125]

Перераспределение примесей в процессе кристаллизации сварочной ванны называется внутрикристаллической или дендритной ликвацией. [c.100]

Процессы, связанные с движением и перераспределением примесей, являются сравнительно медленными. Поэтому закономерности пробоя жидкостей изменяются со временем воздействия напряжения. В частности, Е р жидкого диэлектрика, протекающего между электродами, обычно выше Е р неподвижной жидкости (эффект В. С. Дмитревского). [c.150]

Восстановительные процессы при производстве электрокорунда нормального (особенно в зоне дуг) могут осуществляться не только углеродом, но и металлами (металлотермические реакции). Эти процессы, наряду с восстановлением карбидами, лежат в основе объяснения общей картины перераспределения примесей в продукте при плавке, что связано с миграцией примесей в более холодные зоны плавки (блока). [c.24]

Однако, пользуясь этой гипотезой, не всегда удавалось объяснить некоторые явления при производстве карбида кремния, например перераспределение примесей сырья по зонам печи. Известно, что примеси (окись алюминия, окись кальция и окись магния) удаляются из зоны реакции без добавки поваренной соли, например, при производстве черного карбида кремния. [c.110]

Рис. 21. Диаграмма перераспределения примесей по зонам печи при производстве а—карбида кремния зеленого б — карбида кремния черного

Более сложное перераспределение примесей наблюдается в процессе ледебуритного превращения. С помощью электронного зондирования анализировали содержание элементов в аустенитной (Ха) и цементитной Xц) составляющих ледебуритной колонии, начиная от [c.107]

Перераспределение примесей резко усиливается, т. е. увеличивается зональная и междендритная сегрегация при перемещении жидкой стали относительно нарастающей корки слитка, так как медленный процесс (молекулярный) диффузии дополняется конвективной (перемещение жидкой стали) диффузией, протекающей со значительно большей скоростью, чем молекулярная диффузия. [c.169]

В двух ранее рассмотренных случаях нами не учитывалось влияние диффузии на степень химической неоднородности. При установившихся непрерывных процессах кристаллизации незначительное диффузионное перераспределение примесей приводит к некоторому выравниванию концентраций, однако качественно картину их распределения не изменяет. Для прерывистого процесса кристаллизации характерно появление определенной периодичности в распределении примесных элементов по длине кристаллита. В момент замедления, а затем и остановки процесса диффузия примеси в жидкую и твердые фазы начинает играть существенную роль в выравнивании составов как внутри однородных фаз, так и между твердой и жидкой. Из рис. 12.25, в, видно, что в момент остановки процесса затвердевания слои жидкости, прилегаюш,ие к твердой фазе, обедняются примесью (—ДСж), а затвердевший металл обогащается ею. Возобновление процесса кристаллизации из обедненного состава жидкой фазы приводит к снижению содержания примеси во вновь образующихся кристаллитах (—АСтв). Повторяясь периодически, этот процесс приводит к появлению так называемой слоистой неоднородности. Количество легирующего элемента в жидкой и твердой фазах на границе сплавления определяется следующими зависимостями [c.459]

Химическая неоднородность в зоне сплавления и в около-шовной зоне. Рекристаллизационные процессы, происходящие при сварке в околошовной зоне, как правило, сопровождаются перераспределением примесей, что иногда приводит к развитию химической неоднородности, особенно на границе с жидким металлом, в зоне полуоплавленных зерен. Процессы, связанные с перераспределением примесей в твердом состоянии, в отличие от ликвационных чаще называют сегрегационными, а образующиеся места скопления примесей — сегрегациями. [c.461]

По мере повышения температуры Сг.и будет возрастать вплоть до достижения Интенсивность изменений Сг. и степень приближения ее к Сг.р будут тем больше, чем больше коэффициент диффузии растворенного элемента и чем меньше скорости нагрева и охлаждения. При дальнейшем возрастании температуры Сг. будет снижаться, согласуясь с зависимостью изменения Сг.р от температуры (рис. 13.15, а). Начнется процесс рассасывания сегрегата на границах, т. е. гомогенизация помимо внутренних объемов зерна распространится на приграничные области. При охлаждении процесс развивается в сторону повышения С до достижения Сгр (рис. 13.15,6). При нагреве свыше температуры неравновесного солидуса Ген происходит оплавление приграничных участков зерен. При этом границы зерен как поверхности раздела исчезают. Более высокая растворимость легирующих элементов и примесей в жидком металле обусловливает насыщение ими оплавленных участков в результате направленной диффузии из твердой в жидкую фазу до концентрации Со.г. Степени МХН в данном случае соизмеримы с МХН в литом металле. Рассмотренный случай перераспределения примесей характерен для непосредственно примыкающего к линии сплавления участка ОШЗ сварных соединений, нагреваемого выше Тс. . [c.509]

В опытах, которые были проведены и обработаны В. К. Орловым, экспериментально определялся коэффициент турбулентной диффузии в в продольном пучке трубок, размещение которых соответствовало размещению ТВЭЛ в кассете ВВЭР (фиг. 1), путем изучения перераспределения примеси гипосульфита МагЗгОз-ЗНгО в стационарном потоке воды. Пучок размещался в горизонтальном канале квадратного сечения размерами 130X130 мм. [c.29]

При НЛО Гогж< пд так что отжиг ироисходит за счёт твердофазной эпитаксиальной кристаллизации. Ионы за время отжига успевают продиффундировать всего на 10 см, т. е. при НЛО перераспределения примесей практически не происходит. Однако нек-рое количество остаточных дефектов, иногда ухудшающих элсктрич. свойства отожжённых слоёв, всё же остаётся. [c.561]

Легирующие элементы по-разному влияют на энергию взаимодействия примесей внедрения с дислокациями. Так, введение в решетку а-железа 3% никеля приводит к снижению энергии связи углерода с дислокациями с 0,5 до 0,2 эВ легирование же железа кремнием вызывает противоположный эффект. Неравномерное распределение ионов вокруг дислокации проявляется также и в неравномерном распределении электронов уплотненные участки решетки вокруг дислокации приобретают положительный заряд вследствие недостатка электронов в то же время области растяжения в связи с избытком электронов заряжаются отрицательно. Между положительным зарядом примесного иона и отрицательно заряженной областью дислокации возникают кулойовские силы притяжения, приводящие к перераспределению примесей. Энергия электрического (кулоновского) взаимодействия в металлах невелика (для двухвалентных примесей она составляет 0,02 эВ). Электрическое взаимодействие значительно слабее упругого, но вклад первого может стать существенным в случае отсутствия в твердом растворе упругого взаимодействия (т. е. при равенстве радиусов основного и примесного атомов), а также при их большой разнице в валентностях. [c.148]

Таким образом, на начальной стадии отпуска в закаленной стали возникает весьма неоднородное структурное состояние. На этой стадии структура металла особенно сильно чувствительна к внешнему воздействию (нагрев, деформация) и к составу (содержанию углерода, поскольку количество его определяет степень пересыщенности раствора) процесс проходит через ряд промежуточных стадий возникает ряд промежуточных состояний, характеризующих большую неоднородность в стали. Весьма возможно, что в самой начальной стадии отпуска в мартенсите возникают обогащенные углеродом зоны на дефектах (гетерогенное образование зон) или в растворе (гомогенное образование за счет чисто химического взаимодействия), подобно тому как это наблюдается в алюминиевых сплавах. Однако вследствие крайней метастабильности происходит быстрый переход в другое состояние. Высокопрочная сталь (после закалки и низкого отпуска) с течением времени, особенно под воздействием нагрузок, может претерпевать ряд структурных изменений, связанных с перераспределением примесей внедрения. [c.278]

Термодинамически возникновение химической микронеоднородности при полиморфном превращении объясняется различной растворимостью элементов а- и р-фазах. После перехода титана из р- в а-состояние элементы, стабилизирующие р-фазу и имеющие ничтожную растворимость в а-фазе, вытесняются на поверхность раздела этой фазы. Как только в матричной фазе появляются продукты превращения, на границе фаз возникает градиент химического потенциала, который и является движущей силой процесса перераспределения чужеродных атомов. Однако процесс гетерогенизации идет во времени и, кроме термодинамического фактора, надо учесть кинетические возможности реализации процесса перераспределения примесных атомов, который осуществляется посредством диффузии. В описанных опытах вызывала удивление большая скорость перераспределения атомов, в том числе тех, которые образуют твердые растворы замещения никеля, хрома и др. в процессе охлаждения они перемещались на большие расстояния (десятки микрон). Был сделан ориентировочньга расчет времени диффузии никеля на расстояние, равное ширине иглы а-фазы, в сплаве ВТ-5 и определен коэффициент диффузии никеля в интервале температур перераспределения. Оценка показала, что при перераспределении примесей в процессе охлаждения имеет место ускоренная диффузия (приблизительно на 4 порядка). [c.343]

В бинарном сплаве, где в расчетную схему необходимо ввести энергию взаимодействия атомов растворенного вещества с дислокацией при образовании сегрегаций или выделений новой фазы, положение усложняется. В случае когерентного вьщеления последнее обстоятельство, вероятно, более существенно, чем изменение энергии собственно дислокации [ 56]. Учет этого фактора крайне сложен. Теоретическое рассмотрение проблемы зарождения на дислокациях при наличии в сплаве второго компонента и условии когерентности сосуществующих рещеток выполнено Б.Я. Любовым [56]. В этой работе было показано, что и в данном случае дислокации являются преимущественными центрами образования новой фазы, причем вероятность зарождения критического центра на дислокациях быстро возрастает по мере увеличения параметра = А/ а, где А — величина, зависящая от энергии дислокации и концентрационного перераспределения примеси между объемом матрицы и сегрегацией о - поверхностная энергия на границе кристалла новой фазы и матрицы. [c.30]

Резко отрицательное действие на хладостой-кость оказывают вредные примеси фосфор и сера. Растворяясь в феррите, фосфор заметно искажает кристаллическую решетку твердого раствора и повышает температуру перехода в твердое состояние. Охрупчивающее влияние фосфора усиливается при обогащении им межзеренных границ благодаря развитию ликвационных процессов. Обогащение фосфором границ аустенитных зерен может также явиться следствием перераспределения примесей из-за неодновременного протекания процессов превращения неравновесных структур. Обратимая отпускная хрупкость способствует не только абсолютному уменьшению уровня ударной вязкости, но и существенному повышению порога хладноломкости. Легирование молибденом снижает как склонность стали к отпускной хрупкости, так и порог хладноломкости. Повышение содержания фосфора на 0,01 % в литой стали 35Л увеличивает критическую температуру хрупкости на 20 °С. [c.600]

Во втором варианте, применимом в тех случаях, когда температура пика ниже температуры заметного диффузионного перераспределения примеси между границами и объемом зерен (о чем может свидетельствовать стабильность высоты и формы пика при повторных измерениях в области температур вблизи, можно варьировать и изменяя температуру охрупчивающей обработки Го при неизменной концентрации примеси в сплаве Со. Зависимость Q (To) с максимумом, которую можно ожидать в этом случае, отражает зависимость высоты пика от концентрации примеси на границах О (С .) и позволяет определить коэффициент А по значениям в точке максимума [c.28]

В табл. 70 приведена характеристика продуктов плавки по химическому составу. Из данных таблицы видно, что содержание Si в карбиде кремния зеленом и черном почти одинаково. Примеси сосредоточиваются в сростках и силоксиконе. Поваренная же соль конденсируется в спеках. Диаграмма перераспределения поваренной соли показана на рис. 19, а диаграмма перераспределения примесей — на рис. 21. [c.130]

Формирование первичного аустенита сопровождается перераспределением примесей. Наиболее обогащаются примесями участки жидкости, расположенной в узких межветвиевых промежутках, практически не участвующей в конвективном перемешивании расплава. Это обстоятельство играет особую роль при абнормальной кристаллизации модифицированных чугунов. Обогащение жидкости магнием, повышающим термодинамическую активность углерода, способствует зарождению здесь графитных сферокристаллов. В результате расположение графита наследует рисунок первичного аустенита. [c.53]

Важным источником микропор, катализирующих гра-фитообразование, является диффузионное перераспределение примесей (в первую очередь кремния) при нагреве [105]. Образование диффузионных пор, как известно, наблюдается в системах компонентов с разной диффузионной подвижностью [106, 107]. Более подвижные атомы диффундируют быстрее. Области, из которых они уходят, пересыщаются вакансиями, и здесь растут поры. В белом чугуне подобная ситуация создается при нагреве, когда происходит растворение цементита и часть его трансформируется в раствор (аустенит или феррит). При аличии кремния твердый раствор становится химически неоднородным та его часть, которая образовалась из цементита, содержит меньше кремния. Вследствие этого кремний диффундирует из одних участков в другие. Области, обедняющиеся кремнием, пересыщаются вакансиями, к здесь растут микропоры. Появляются они обычно а исходной новерхности контакта цементита с твердым раствором, где в начале растворения создается наибольший перепад концентрации кремния. Образующиеся здесь микропоры заполняются затем углеродом, который поступает из твердого раствора, и таким образом возникает графит. Микроскопическое исследование сплавов в начале графитизации показывает, что, как правило, графитные включения действительно располагаются на исходных межфазных А/Ц и Ф/Д поверхностях. Встречаются они и в твердом растворе, а в цементите их обычно нет. [c.139]

Детальный механизм влияния этих обработок еще нз установлен. По предварительным данным, он связан с формированием микронесплошностей путем агрегации избыточных вакансий, полученных в результате охлаждения и перераспределения примесей. В образовании микрополостей при низких температурах и в измене]1ии их эффективности велика роль водорода [121]. Меняя его содержание и условия удаления, можно широко варьировать число и распределение микронесплошностей, а следовательно, число и распределение графитных включений. [c.143]

В макроструктуре литых заготовок наблюдается переход поверхностно ориентированной зоны во внутреннюю неориентированную. Поверхности, образованные металлическими стенками кокиля, имеют более плотную структуру, чем поверхности, образованные стержнем. Верхняя часть отливки (особенно нодусадоч-иая область) и осевая зона наиболее обогащены примесями, что объясняется механизмом перераспределения примесей при кристаллизации. При большой скорости кристаллизации от поверхности кокиля примеси захватываются растущими кристаллами и оказываются равномерно распределенными. При малой скорости кристаллизации от поверхности стержня примеси сдвигаются растущими кристаллами, т. е. как бы вытесняются в жидкую фазу. В результате жидкая сталь, прилегающая к фронту кристаллизации, обогащается примесями и, имея меньшую плотность, смещается вверх. Одновременно осуществляется и конвективное движение жидкости вверх. Поэтому верхняя часть ролика обогащается примесями. Область, обогащенная примесями, выделяется в виде пятна, образованного крупными и резко очерченными ден-дритами. Усадочная раковина образуется в тепловом узле, где металл кристаллизуется в последнюю очередь. Этот металл, находясь как бы в полости очень нагретой формы, медленно кристаллизуется с образованием грубой дендритной структуры, и процесс перемещения примесей в жидкую фазу идет наиболее полно. [c.125]

Металл, полученный двойной комбинированной (дуговой с последующей электроннолучевой) переплавкой, обладает более высокой пластичностью, чем полученный однократной дуговой переплавкой (табл. 1). Пластичность сплава ВН2А резко возрастает при двойном переплаве в результате снижения содержания азота в металле. Сварные соединения сплава ВН1 обладают высокой пластичностью независимо от метода переплавки. Прочность этих сплавов (табл. 2) при обоих методах переплавки остается примерно на одинаковом уровне. Прочность же сварных соединений заметно снижается в случае двойной переплавки. Объяснить этот факт, по-видимому, можно перераспределением примесей в процессе сварки. [c.114]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...