Эвтектика, направленная структура

Эвтектика, направленная структура, Ag—Си 260, 354, 371, 383 [c.436]

Опыт показывает, что наиболее действенным методом борьбы с этим эффектом является создание двухфазной (многофазной) системы, одна фаза которой обеспечивает собственно защиту, а вторая, значительно более легкоплавкая, заполняет микротрещины, обеспечивая залечивание дефектов. В указанном аспекте развиваются два направления создания многофазной структуры 1) в собственно покрытии [1, 2] 2) не в покрытии, а в образующейся окисной пленке [3]. Эту структуру можно реализовать, вводя в покрытие элементы-модификаторы, окислы которых образуют с кремнеземом эвтектики, либо твердые растворы с пониженной температурой ликвидуса. Например, введение [c.4]

Фазам пластинчатых эвтектик присуща тенденция к предпочтительной относительной кристаллографической ориентации. Для полной (адекватной) кристаллографической характеристики структуры необходимо задать плоскость габитуса пластины, кристаллографические плоскости каждой фазы, контактирующие на поверхности раздела, и взаимно параллельные направления в этих плоскостях. Следует задать и направление роста при стационарной кристаллизации пластины, как правило, располагаются перпендикулярно поверхности раздела твердая фаза — расплав, так что направление роста должно лежать в плоскости раздела пластин. [c.252]

Микроструктура показывает, что по мере увеличения степени деформации литая структура разрушается. Если при малых деформациях оловянная эвтектика имеет форму широких строчечных включений, вытянутых в направлении прокатки, то при больших деформациях эти включения приобретают весьма тонкую волокнистую форму. Наблюдения показывают, что параллельно увеличению степени деформации и указанному изменению структуры уменьшается степень выпотевания олова при отжиге. [c.120]

Прессованным заготовкам — пруткам из алюминиевых сплавов, прессованным на горизонтальных гидравлических прессах Дика прямим методом, присущи типичная дефектная структура, неоднородность величины и формы зерна по сечению прутка и неравномерность расположения составляющих сплава и загрязнения по границам зёрен. Структура прессованных этим методом прутков состоит из крупных равноосных зёрен, расположенных в периферийных слоях, и из строчечной волокнистой структуры внутренних слоев. В отдельных случаях при прессовании образуются расслаивания и трещины между слоями вследствие смещения зёрен относительно друг друга. Увеличение концентрации пористости и загрязнений в средней части слитков, отливаемых в чугунные изложницы, усиливает неравномерность структуры. Рекристаллизация средней зоны с резко выраженным анизотропным строением зерна крайне затруднительна. Прессованные прутки из сплава АК-5 с подобной структурой не обнаружили склонности к рекристаллизации в процессе отжига в течение 3 час. даже при температуре 540° С, т. е. близкой к температуре плавления эвтектики. Прессованная заготовка с нерекристаллизованной структурой, при расположении в штампе направлением волокна перпендикулярно действию деформирующей силы, часто даёт брак в виде трещин. [c.460]

Структура образующейся эвтектики в результате направленной кристаллизации состоит, как правило, из кристаллов твердой прочной фазы (карбидов, интерметаллидов), распределенных в матрице, представляющей собой твердый раствор. [c.280]

Фронтом кристаллизации (или фронтом роста) называют изотермическую поверхность, являющуюся границей фазового перехода расплав — кристалл и перемещающуюся по сплаву, находящемуся в литейной форме, по мере его кристаллизации. При направленной кристаллизации эвтектических жаропрочных сплавов важным является обеспечение условий роста кристаллов с микроскопически плоской поверхностью раздела твердая фаза—расплав (т. е. реализация так называемого плоского фронта кристаллизации). Существенное влияние на характер структуры, фазовый состав сплава и дисперсность составляющих фаз оказывают скорость перемещения фронта кристаллизации и (м/с) и осевой градиент температуры на фронте роста О (К/м). Так, например, рост скорости охлаждения = Оу (К/с) приводит к измельчению зерен упрочняющей фазы, эвтектики (у + у ) [c.364]

Направленная кристаллизация эвтектик является одним из перспективных способов создания композиционных материалов с требуемыми структурой и свойствами, поскольку, с одной стороны, базируется на использовании достаточно широко известной в технике технологической операции — кристаллизации жидкости в условиях контролируемого теплоотвода, а с другой стороны, позволяет управлять структурными параметрами — морфологией и взаимной ориентацией фаз, а также их дисперсностью. [c.370]

При описанной методике испытаний шов находится в несколько более тяжелых условиях, чем сталь, так как он имеет направленную аустенитную структуру, тогда как в стали с равноосными зернами эвтектика распространяется вширь, а не только вглубь, как в шве. Чтобы шов и сталь находились в равных условиях, 19 291 [c.291]

При нагреве эти превращения происходят в обратном направлении. На диаграмме железо—углерод указаны области, где существуют аустенит (Л), феррит (Ф), цементит (Ц) и жидкий сплав (Ж), а также такие двухфазные структуры, как эвтектика и эвтектоид. Из-за уменьшения растворимости углерода при снижении температуры из жидкого сплава с концентрацией углерода более 4,3% выделяется первичный цементит, из аустенита с концентрацией углерода [c.30]

В последние годы все больший интерес в качестве жаропрочных материалов привлекают эвтектические сплавы [54—56]. В эвтектических сплавах, матрицей которых служит металл, а упрочняющая фаза имеет форму волокон или пластин, произвольно ориентированных, выполняется условие композиционного упрочнения. фект упрочнения усиливается при направленной ориентации пластин или волокон. Последние могут быть прерывные и непрерывные, при этом эффект композиционного упрочнения максимален при наличии структуры с непрерывным волокном. В связи с этим развивается метод получения эвтектических сплавов путем направленной кристаллизации. Кристаллизация расплава ведется таким образом, что фазы, составляющие эвтектику, растут в направлении наибольшего отвода тепла. Такая структура обеспечивает значительное повышение прочности в соответствующем направлении. [c.135]

Известно, что в композиционных материалах при определенной направленности волокон эффект упрочнения усиливается в сравнении с материалом, где волокна ориентированы произвольно. В связи с этим нами была сделана попытка получить подобную структуру в сплаве ниобий — цирконий — углерод в условиях направленной кристаллизации сплава. Для этого был выбран сплав с 10 мол.% фазы с достаточно высоким объемным процентом эвтектики в [c.187]

В случае равновесного затвердевания сплав, затвердевший в точке к, имеет выравненную путем диффузии концентрацию твердого раствора в зернах, везде равную 30% В и, следовательно, представляет одну фазу и имеет обыкновенную зернистую (полиэдрическую) структуру. При неравновесном затвердевании имеет место дендритная ликвация, при которой первичные дендриты твердого раствора имеют концентрацию беднее 30% В (сдвинутую от в сторону точки 5), а оставшаяся жидкость богаче 30% В и сдвинута по составу в направлении точки /. Точный состав этой жидкости не может быть указан (он зависит от условий охлаждения), но при недостаточно медленном охлаждении концентрация некоторой части жидкого раствора всегда может перейти за предел насыщения твердого раствора ащ (40% В) эта часть жидкости может вести себя уже как сплав, богатый компонентом В, как, например, сплав состава кд, который при дальнейшем достаточно быстром охлаждении даст двухфазные участки (а+ ) в виде эвтектики, образующейся на линии аеЬ. [c.98]

В то время как значительное число исследовательских и опытных работ было направлено на создание высокопрочных волокон и армированных ими композиций, Крафт и Элбрайт сосредоточили свои усилия на разработке оригинального метода направленной кристаллизации эвтектических сплавов [41]. Пользуясь этим методом, они закристаллизовали эвтектику А1 — СиАЬ и получили ориентированную двухфазную структуру. Хотя получение направленной структуры само по себе еще не означает создание композитного материала, Лемке и Крафт [45] в дальнейшем показали, что усы хрома, выросшие при направленной [c.353]

Вопросы напрвленной кристаллизации для сплавов вольфрама пока не получили достаточного развития. Общим для изучаемых систем является то, что эвтектическое затвердевание весьма чувствительно к величине градиента температуры, концентрационному переохлаждению, скорости кристаллизации. Продольная микроструктура доэвтектического сплава вольфрама [1,6 % (масс.) С] состоит из переплетающихся вольфрамовых и карбидных W -волокон, вытянутых в направлении теплоотвода. При приближении состава сплавов к эвтектическому наблюдается более четко выраженный направленный рост кристаллов W и W . Для заэвтектических сплавов [2,5...2,8 % (масс.) С] получение направленной структуры затруднено. Интересно отметить образование спиралевидной эвтектики при малых скоростях вытягивания слитка. [c.227]

Волокнистые структуры из расплава могут быть получены путем регулирования процесса затвердевания двумя способами направленной кристаллизацией эвтектики и направленным ростом дендритных кристаллов. Кристаллизация эвтектики при направленном отводе тепла приводит к образованию направленных волокнистых структур [3]. Направленность кристаллизации может быть осуществлена, например, путем медленного вытягивания тигля с расплавленным металлом из нагретой зоны печи. Возможность получения направленных структур методом эвтектической кристаллизации исследовалась главным образом на сплавах А1 — N1, Л1 — Си, Си — Сг, N1 — В, N1 — Ве, Та — С [52]. В некоторых случаях путем направленной кристаллизации удалось в 3 раза повысить прочность литого материала. Так, обычная эвтектика Л1 — А1зЫ1 имеет в литом состоянии Ог, = 9 кГ мм , 6=15%, а с волокнистой структурой—(Т = 30 кГ мм 6 = 2% [3]. [c.189]

В структуре литой быстрорежущей стали присутствует сложная эвтектика, тина ледебурит (рис. 155, а), располагающаяся но границам зерен, В результате горячей механической обработки сетка эвтектики дробится. В сильно деформированной быстрорежущей стали карбиды распределены равномерно в основной матрице (рис. 155, б), представляющей после отжига зернистый сорбитообраз-ныи перлит, В структуре деформированной и отожженной быстрорежущей стали можно различить три вида зернистых карбидов крупные обособленные первичные карбиды, более мелкие вторичные и очень мелкие эвтектоидные карбиды, входящие в основной сорбитный фон (рис. 155, б). При недостаточной проковке наблюдается карбидная ликвация, которая представляет собой участки разрушенной эвтектики, которая осталась в виде скоплений вытянутых в направлении деформации (рис. 155, д). При наличии карбидной ликвации уменьишется стойкость ннструмеггга и возрастает его хрупкость. [c.299]

При исследовании структуры отливок типа втулок с толщиной стенки 15—20 мм из сплава типа АЛ4 (8,8% Si 0,08% Mg 0,22% Fe остальное Al) обнаружено не только измельчение зерна по сравнению с обычными кокильными отливками, но и глобуляризация выделений а-фазы. Такое явление объясняется тем, что зарождение и рост а-фазы происходят в условиях всестороннего давления расплава, который сохраняется жидким до температуры кристаллизации эвтектики и передает давление во все стороны одинаково. Это и не дает преимущественного роста зерен в каком-либо одном направлении. Кроме того, давление приводит к увеличению количества а-фазы в структуре отливок и соответствующему уменьшению количества эвтектики. [c.120]

Гувер [30] обнаружил, что сопротивление усталостному разрушению выше в направленно закристаллизованной эвтектике А1—AI3N1, чем в литом материале с ненаправленной структурой. Этот эффект был отнесен на счет повышенной несущей способности направленных усов AI3N1 и их способности эффективно отклонять усталостную трещину в направлении оси нагрул<ения. В литых образцах, напротив, было замечено, что рост усталостной трещины происходит преимущественно вдоль границ колоний, где нет усов AlsNi (ом., например, обедненные области на рис. 14). [c.377]

Японские исследователи изучали полученные направленной кристаллизацией доэвтектические, эвтектические и заэвтектические чугуны с содержанием хрома 10, 15, 20, 30 и 40% при изменении содержания углерода соответственно 3,48—4,29 3,46—3,99 3,04— 3,69 2,43—3,40 и 2,26—2,79%. В чугунах с 20—40% Сг первичные и эвтектические карбиды имели формулу М7С3, а при содержании 107о Сг формулу МзС. В доэвтектических сплавах эвтектика зарождалась в расплаве независимо от первичных кристаллитов и в процессе роста приобретала ячеистую структуру. В доэвтектических и эвтектических сплавах эвтектика, кристаллизующаяся в виде колоний, состояла из матрицы, дисперсных пластинчатых карбидов в центре, пластинчатых карбидов, растущих по направлению к границе колоний, и крупных пластинчатых карбидов на границах колоний. Эвтектические колонии тем мельче, чем меньше содержание углерода в сплаве наиболее мелкие колонии в чугуне с содержанием 30% Сг. [c.58]

Механические свойства эвтектик с преимущественно ориентированной структурой при любом их составе в направлении, перпендикулярном оси выстраивания структуры, недостаточно высоки и в большинстве случаев еще более ухудшаются с ростом температуры. Это серьезно ограничивает возможности использования эвтектик в газовых турбинах, хотя в некоторых случаях, например для Nita и г/г —5 сплавов, добавками небольшого количества бора или углерода удается улучшить их прочность в поперечном направлении. [c.301]

Ползучесть и длительная прочность. Эвтектики с преимущественно ориентированной структурой (например, r/r -5 и Nita 14В), как видно из рис. 19.5, обладают прекрасными характеристиками ползучести и длительной прочности в продольном направлении [24]. Энергия активации ползучести эвтектик, как правило, выше, чем в обычных сплавах, что, вероятно, связано с более слабой диффузией в упорядоченных интерметаллических соединениях или карбидах тугоплавких металлов, которые чаще всего и служат армирующими эвтектику фазами. [c.301]

Прочность самой г -фазы и, следовательно, упрочняемых ею сплавов зависит от температуры. В зависимо< ти от химического состава предел текучести у -фазы достигает пиковых значений при 704-760 °С. Выше этих температур прочность у -фазы снижается, а содержащие ее сплавы проявляют склонность к быстрой потере прочности по мере того, как температура приближается к 980 °С. Для столь высоких температур разработаны другие механизмы упрочнения, позволяющие обойтись без участия выделений у -фазы, образующихся по реакции старения. С этой целью исследованы процессы направленной кристаллизации эвтектик, содержащих такие фазы, как NijAl, Nij o, ТаС и rj j. После направленной кристаллизации эти структуры в идеале состоят из параллельных друг другу равномерно распределенных в объеме матрицы интерметаллидных или карбидных волокон. Для некоторых сплавов провели дополнительное легирование, чтобы упрочнить эту матрицу старением по у -фазе. Эти материалы обладали хорошей длительной прочностью при высоких температурах, но их промышленное применение сдерживалось необходимостью сохранять низкие скорости кристаллизации, необходимые для получения оптимальной морфологии волокон. [c.335]

По типу равновесной структуры стали подразделяются на доэвтекто-идные, эвтектоидные, заэвтектоидные и ледебуритные. Эвтектоидные стали имеют перлитную структуру, а доэвтектоидные и заэвтектоидные наряду с перлитом содержат соответственно избыточный феррит или вторичные карбиды типа МзС. В структуре литых ледебуритных (карбидных) сталей присутствует эвтектика (ледебурит), образованная первичными карбидами вкупе с аустенитом поэтому по структуре они могут быть отнесены к белым чугу-нам, но их причисляют к сталям с учетом меньшего, чем у чугунов, содержания углерода (< 2%) и возможности подвергать пластической деформации. Влияние легирующих элементов на положение точек 8иЕ диаграммы Ре—С (см. рис. 4.1) проявляется чаще всего в их смещении в направлении меньшего содержания углерода. В сталях с высоким содержанием элементов, сужающих у-область, при определенной концентрации исчезает уоа-превращение (рис. 7.5, б). Такие стали относят к ферритному классу. При высокой концентрации в стали элементов, расширяющих у-область, происходит стабилизация аустенита с сохранением его при охлаждении до комнатной температуры. Эти стали причисляют к аустенитному классу. Таким образом, с учетом фазового равновесия легированные стали относят к перлитному, карбидному, ферритному или аустенитному классам. [c.154]

С увеличением содержания легирующих элементов (например, титана) в рассматриваемых сплавах образуется эвтектика (у + у ). Она присутствует в структуре более чем 50% известных жаропрочных никелевьк сплавов. Например, объемная доля эвтектической у( - фазы в экспериментальных модификациях сплава ЖС6Ф с равноосной структурой составляет в среднем 11 % применение же направленной кристаллизации способствует уменьшению этой величины до 8 %. При этом наибольшее содержание эвтектики характерно для разновидностей сплава с высокой концентрацией титана. Суммарная объемная доля у -фазы в сплавах данного типа может достигать 65—67%. Это обеспечивается легированием содержание основных легирующих элементов может составлять 40% (мае.). При этом часть у -фазы (у , с размером зерна /эвт = 1 мкм) выделяется из жидкости по эвтектической реакции и располагается в основном по границам зерен и в междендритных участках. Упрочняющая же дисперсная фаза (с диаметром частиц ( сп 0,02 мкм) [c.361]

Возможности повышения рабочих температур современных жаропрочных и жаростойких сплавов на основе титана, никеля и тугоплавких металлов за счет их твердораствор-ного упрочнения или создания гетерофазных структур практически исчерпаны. Поэтому большое внимание исследователей привлекают композиционные материалы на основе интерметаллидов, тугоплавких металлов и направленно закристаллизованных эвтектик, упрочненные дисперсными включениями, дискретными или непрерывными волокнами олее тугоплавких, прочных и жестких, чем матрица, фаз, в том числе керамических. [c.213]

Применение плазменного нагрева позволяет осуществить напрвленную кристаллизацию сплавов тугоплавких систем. Разработаны приемы, позволяющие регулировать длину, направление роста и кристаллографическую ориентацию растущих из расплава фаз. Характер формируемой структуры эвтектики при напрвленной кристаллизации определяется температурным градиентом и скоростью кристаллизации. Осуществлялась напрвленная кристаллизация эвтектических сплавов W—С и Nb—С. Со- [c.226]

Путем выбора систем по параметру объемной доли и характеристике роста упрочняющей фазы могут быть получены периодически направленные эвтектические структуры, не содержащие первичных фаз. В отсутствии примесей для простых двойных эвтектик типа неограненные — неограненные наблюдается рост направленных микроструктур в широком диапазоне условий кристаллизации и установившаяся стадия этого процесса хорошо объяснима, хотя разработка теоретической модели, как показано Жорданом и Хантом [26], еще полностью не закончена. В отличие от этого рост двойных эвтектик типа ограненные — неограненные может быть объяснен лишь качественно. [c.116]

Современные никелевые и кобальтовые жаропрочные сплавы— сложные по составу композиции, отвечающие высоким требованиям к физическим, механическим и химическим свойствам. В связи с этим эвтектические сплавы также являются сложными. Таким образом, хотя моновариантные эвтектики позволяют изменять состав и объемное содержание упрочняющей фазы вдоль эвтектического желоба, иногда требуется еще большая степень свободы в изменении состава. В частности, направленные двухфазные структуры получают в сплавах, которые по составу термодинамически мпоговариаптны, а не инвариантны или монова-риантны, как в двойных или тройных системах, описанных ранее, В качестве примера применен этот подход к богатой никелем четырехкомпонентной системе (рис. 9) из-за удобства и простоты графического изображения, хотя аналогичный анализ может быть проведен для более сложных систем. Для четырехкомпонентной системы реакция, обеспечивающая образование желаемой анизотропной двухфазной структуры, служит реакцией одновременного выделения двух твердых фаз из жидкости. На рис, 9 показана политермическая проекция четырехкомпонентной системы Ni— А1—Nb—Ср. Грани тетраэдра представляют политермические проекции тройных систем Ni—А1—Nb, Ni— r—Nb и Ni—Gr—Al. Рост двойной эвтектики Ni—NijNb и рост моновариантных эвтек. [c.124]

На рис. 18 представлены кривые деформации при комнатной температуре двух моновариантных эвтектических сплавов, состоящих из волокон (Сг, Ni), 3 и матрицы, представляющей никель-хромовый твердый раствор. Микроструктуры этих направленно закристаллизованных эвтектик аналогичны таковым для сложного сплава, упрочненного карбидом М7С3 (см. рис. 11), за исключением того, что объемная доля карбидов мала. Сплав, содержащий 40% (по массе) хрома, имеет матрицу с более высоким содержанием хрома в растворе (—30% по сравнению с — 25%) и более низкой объемной долей карбида. Хотя сплавы близки по составу и структуре, их свойства сильно различаются. Микроструктура сечений разрушенных образцов показана на рис. 19. [c.133]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...