Фаза переохлажденная

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]

Теоретические расходы, определенные по формулам (11-4) и (11-5), существенно отличаются от опытных. Для перегретого пара теоретический расход обычно больше действительного, а в области влажного пара — наоборот. Такое расхождение объясняется тем, что пароводяная смесь рассматривается как гомогенная, не учитываются особенности течения отдельных фаз, переохлаждение паровой фазы, рассогласование скоростей капель и пара, наличие пленок и пр. [c.318]

Равновесие между твердой и жидкой фазами переохлаждение [c.93]

II для других случаев фазовых превращений первого рода, характерна возможность существования переохлажденных и перегретых фаз (переохлажденный пар и перегретая жидкость). При -определенных условиях, о которых мы скажем ниже ( 41), тело может находиться в парообразном состоянии при давлениях, превышающих давление насыщения при данной температуре, т. е. для точек, лежащих выше кривой р = р,(Т), и тело может находиться в жидком состоянии для значений р, Т, которым соответ- [c.121]

Выяснив, как теоретически происходит кристаллизация, или, точнее, какие образуются фазы в условиях равновесия (в условиях изменения температур с бесконечно малой скоростью), можно рассмотреть случай, когда превращения происходят в неравновесных условиях. Прежде всего следует отметить, что если скорость изменения температур невелика, т. е. если превращения проходят в условиях малых переохлаждений (пере-нагрев же обычно бывает невелик), то в этих случаях можнО [c.137]

Итак, равновесная кристаллизация происходит без переохлаждения, причем состав кристаллов (и ранее выпавших, и образующихся при данной температуре) одинаков. Это значит, что одновременно с процессом выделения кристаллов протекают диффузионные процессы выравнивания состава жидкой фазы и насыщения ранее выпавших кристаллов до концентраций,, определяемых соответствующими точками на линиях ликвидус и солидус. [c.140]

В первом случае распад начинается при температуре вблизи точки 1 (для сплава /). Кристаллы ip-фазы образуются преимущественно на границах зерен, так как работа образования центра кристаллизации на границе зерна меньше, чем внутри зерна. Критический размер зародыша должен быть относительно большим, так как переохлаждение мало. Дальнейшее охлаждение должно привести к выделению новых кристаллов и к росту выделившихся. Образующиеся кристаллы р-фа-зы не имеют определенной ориентации относительно исходной а-фазы, а внешняя форма их приближается к сфероиду, так как эта форма обладает минимумом свободной энергии. Кристаллы растут постепенно, атомы преодолевают энергетический барьер и на границе раздела а- и р-фаз один за другим встраиваются Б решетку выделяющейся фазы. [c.142]

В случае перлитного превращения образуются фазы, резко отличающиеся по составу от исходной феррит, почти не содержащий углерода, и цементит, содержащий 6,67%, С. Поэтому превращение аустенит->перлит сопровождается диффузией, перераспределением углерода. Скорость диффузии резко уменьшается с понижением температуры, следовательно, с этой точки зрения увеличение переохлаждения должно замедлять превращения. [c.243]

Хотя обязательным условием любого мартенситного превращения является переохлаждение исходной (аустенитной) фазы до температур, когда диффузионные перемещения можно считать подавленным, кинетика изотермического мартенситного превращения похожа на диффузионный распад, что свидетельствует (или является результатом) о том, что зарождение центров кристаллизации мартенсита есть термически активируемый процесс. [c.266]

Упрочнение при образовании игольчатого феррита обусловлено фазовым наклепом у Превращение сопровождается объемными изменениями, а так как оно (в результате переохлаждения) совершается при пониженной температуре, то у- и а-фазы претерпевают наклеп. В итоге превращения блочное строение сплава сильно измельчается при наведении значительных напряжений И рода. [c.352]

Для металлов, имеющих сильную склонность к переохлаждению до спонтанного образования центров затвердевания, таких, как галлий, олово, сурьма, описанного выше охлаждения гнезда термометра недостаточно. Получающееся при этом падение температуры стенки гнезда термометра не приводит к возбуждению кристаллизации, поскольку эти металлы могут оставаться в переохлажденном жидком состоянии в случае сурьмы примерно на 40 К ниже равновесной температуры затвердевания. Интенсивное охлаждение наружной стенки тигля потоком аргона или азота [21] позволяет преодолеть эти особенности металлов. В этом случае тигель, но не сколь-нибудь значительный участок печи, должен быть быстро охлажден на несколько десятков градусов. Этого достаточно для возникновения центров кристаллизации по всей внутренней стенке тигля. Выделяющейся теплоты перехода достаточно для повышения температуры образца и тигля до температуры затвердевания в течение нескольких минут. Достижение плато затвердевания образца происходит в результате быстрого роста дендритов, что всегда наблюдается при затвердевании из переохлажденного состояния. Затем рост дендритов прекращается и оставшийся металл затвердевает с гладкой поверхностью раздела фаз, медленно продвигающейся к гнезду термометра. Альтернативный метод [55] возбуждения центров кристаллизации таких металлов, как олово и сурьма, состоит в удалении тигля с образцом из печи при достижении в ней температуры затвердевания и помещении его в другую печь, имеющую температуру примерно на 90 °С ниже. Как только из-за выделяющегося при начале затвердевания тепла прекратится охлаждение тигля с образцом, он переносится в исходную печь, имеющую температуру лишь на несколько градусов ниже температуры затвердевания. Успех подобной процедуры ярко демонстрирует выделение энергии при переходе от жидкого состояния к твердому. [c.177]

При температуре, близкой к Т , размер критического зародыша должен быть очень велик и вероятность его образования мала С увеличением степени переохлаждения Д/ возрастает (см. рис. 16), а поверхностное натяжение на границе раздела фаз изменяется не значительно. [c.33]

Наличие в жидкой фазе взвешенных частиц, отвечающих рассмотренным выше условиям модифицирования, способствует, особенно ири сравнительно небольшой степени переохлаждения, образованию большого количества зародышей. [c.89]

Эвтектическая структура в условиях сравнительно высоких степеней переохлаждения состоит из мелких кристаллов обеих фаз (а и Р), так как при одновременной кристаллизации их из жидкого сплава рост каждой из них затрудняется (см. рис. 52, в). [c.97]

Диффузионный распад аустенита (сопровождающийся образованием избыточных фаз и феррито-карбидной смеси с различной степенью дисперсности) происходит с заметной скоростью только в верхней части субкритического интервала температур. Наибольшая скорость этого превращения соответствует температуре на 75—80°С ниже критической точки А.,. При дальнейшем увеличении степени переохлаждения скорость диффузионного распада аустенита резко понижается, а при температурах на 200—250° С ниже диффузионное превращение почти не наблюдается. [c.93]

Вначале переохлаждения фаза существует наряду с центрами кристаллизации новой фазы, имеющими меньшую Д . Возникновение центров кристаллизации связано с изменением Д/" системы в целом. Поэтому фазовое превращение возникает при определенной величине переохлаждения (АР). [c.101]

Быстрое охлаждение приводит к переохлаждению и распаду р-фазы с образованием дисперсных и твердых частиц а+у При охлаждении с критической скоростью р-фаза переходит в игольчатую структуру мартенситного типа. [c.300]

Рассматриваемая система сплавов 2п — А1 является неустойчивой, а изменения, связанные с распадом переохлажденной Оз-фазы, приводят к изменению габаритов ранее изготовленных деталей. Введение 0,03—0,06% Mg сокращает скорость распада Оа-фазы и стабилизирует размеры изделий. [c.309]

Однако с увеличением переохлаждения процесс диффузии будет тормозиться, замедляя подход новых атомов из жидкости к кристаллу. Вероятность перехода атома из жидкой фазы в твердую при образовании зародыша [c.437]

Большинство применяемых в промышленности металлов содержит достаточное количество нерастворимых примесей и гетерогенное зарождение центров кристаллизации в их расплавах происходит при переохлаждениях 1...10 К. Для интенсификации процессов гетерогенной кристаллизации, а также в целях регулирования размеров кристаллитов в расплав вводят модификаторы или катализаторы зарождения, стимулирующие образование зародышей. Эти вещества могут быть соединениями, нерастворимыми в расплаве и хорошо им смачивающимися, т. е. значения краевого угла с образующейся твердой фазой невелики, или химическими элементами, которые образуют с жидким расплавом соединения, способствующие зарождению центров кристаллизации. [c.440]

При умеренном переохлаждении образование зародыша в сплаве происходит в условиях установления равновесной разности концентраций примеси в твердой и жидкой фазах (в соответствии с диаграммой состояния). [c.442]

В этом случае имеет место гомогенное образование зародышей, так как новая фаза образуется в самой системе, а не на поверхности раздела (см. 13.2.1). Переохлаждение, необходимое для гомогенного образования зародыщей, весьма значительно. Этот результат показывает, насколько велико сопротивление образованию новой фазы. Переохлаждение для гомогенного образования фаз составляет около 0,27пл (Гпл —температура плавления). В случае нормальной кристаллизации, на которую существенно влияет гетерогенное образование зародышей (образование зародышей на поверхности инородной фазы), переохлаждение составляет лишь несколько градусов. [c.191]

Гомогенное зародышеобразование твердой фазы происходит, когда зародыш ее свободно образуется в объеме охлажд1аемой жидкости. Движущая сила зарождения новой фазы - переохлаждение. [c.94]

Диаграмма состояния показывает устойчивые состояния, т. е. состояния, которые при данных условиях обладают минимумом свободной энергии. Поэтому диаграмма состояния может также называться диаграммой равновесия, так как она показывает, какие при данных условиях существуют равновесные фазы. В соответствии с этим и изменения в состоянии, которые отражены на диаграмме, относятся к равновесным усло Виям, т. е. при отсутствии перенагрева или переохлаждения. Однако, как мы видели раньше, равновесные превращения, т. е. превращения в отсутствие переохлаждения или перенагрева, в действительности не могут совершаться (см. гл И), поэтому диаграмма состояния представляет собой теоретический случай, а в практике используется для рассмотрения превращений при малых скоростях нагрева или охлаждения. [c.109]

Неравновесная кристаллизация из жидкого раствора обычно происходит без большого переохлаждения и определяющей чертой нарушения условий равновесия является запаздывание диффузии в твердой фазе в жидкой же фазе диффузионные процессы успевают пройти полностью. Для вторичной неравновесной кристаллизации характерны значительные переохлаж- [c.140]

Степень переохлаждения велика,., Поэтому образование центров кристаллизации возможно не только на границах, но и внутри зерен, при этом критический размер зародышей новой фазы будет малым, а число возникающих центров кристаллизации велико. Растущие кристаллики р-фазы не могут принять устойчивой сферической формы, так как такие сферические образования вызывали бы в упругой среде значительные внутренние напряжения. Поэтому кристаллики приспосаб-, иваются, приобретают пластинчатую форму. Действительно, кристаллики новой формы, выделяющиеся из сильно переохлажденных твердых растворов, имеют очень малые размеры. Толщина их составляет несколько атомных слоев, а протяженность — несколько десятков или сотен атомных слоев. Однако такой тонкий кристаллик самостоятельно существовать не может, он может существовать лишь приклеенным к крупному кристаллу (точнее внутри его). [c.142]

Гаким обра.чом, 3-фаза в титановых сплавах может или превращаться в а-фазу (ji- a), или распадаться на эвтектоиды (P-KH-l-TiX), или при значительных переохлаждениях превращаться в а -фазу по мартенситиой реакции (Р->-а ) наконец, при большом содержании р-стабилизаторов р-фачя может переохлаждаться до комнатной температуры без превращения. [c.514]

Поскольку превращение Р-фазы определяется степенью переохлаждения, то характер превращения можно описать диаграммами нзотермическо,-го распада Р-фазы. [c.514]

Необходимая скорость охлаждения при закалке определяется скоростью выпадения избыточных фаз из переохлажденного и пересьш енного твердого раствора. Для этой цели строят диаграммы изотермического превращения переохлажденного твердого раствора (С-образные диаграммы), пример которой приведен на рис. 411. Согласно этой диаграмме максимальная скорость превращения наблюдается вблизи 300°С. [c.569]

На рис. 4.23, а показана небольщая часть фазовой диаграммы бинарного сплава А—В, обогащенного компонентом А. Основы фазовых диаграмм рассмотрены в работе [33]. Вместо плавления и затвердевания при единственной температуре Та сплав, содержащий примесь б в Л и имеющий концентрацию В, в идеальном случае плавится в интервале температур от Ту до 7з. Диаграмма на рис. 4.23, а составлена для растворенного вещества В, которое понижает точку плавления вещества А. Заметим, что обе температуры Ту н Тз лежат ниже точки плавления чистого металла А. При охлаждении сплава состава Ву из области жидкости и при условии, что переохлаждение отсутствует, зарождение твердой фазы начинается при температуре Гь Твердая фаза, появившаяся при этой температуре, имеет состав б] и оставляет жидкость состава Ьу. При дальнейшем охлаждении осаждается большее количество твердой фазы, имеющей состав, который изменяется вдоль линии солидуса. Состав оставшейся жидкости изменяется по линии ликвидуса. При температуре Т твердая фаза имеет состав бз, жидкая — Ьз, а при температуре Тз твердая фаза состава бз находится в равновесии с жидкостью состава бз. До сих пор считалось, что скорость охлаждения бесконечно мала, так что всегда поддерживается равновесный состав. Другими словами, твердая фаза состава б], появившаяся первой, успела диффузионно перейти в состав бз, пока температура падала до Тз. Поскольку диффузия в твердом состоянии всегда медленна, а скорость охлаждения не может быть бесконечно мала, концентрационное равновесие никогда не достигается, в результате чего при температуре ниже Тз состав твердой фазы оказывается между 61 и 63, а жидкость с избытком В не затвердеет окончательно, пока температура не достигнет Т . [c.170]

Затвердевание металлов происходит при падении свободной энергии твердой фазы ниже уровня энергии жидкого состояния. Температура, при которой это имеет место, есть температура затвердевания (или в случае сплава) температура ликвидуса. Затвердевание требует, однако, образования в жидкости центров кристаллизации, механизм возникновения и роста которых весьма сложен. При температурах, лежащих ниже температур затвердевания, но близких к ней, различие в свободных энергиях жидкой и твердой фаз малы, поэтому и силы, приводящие к переходу между ними, невелики. Когда появляется твердый зародыщ, свободная энергия падает в результате перехода в твердую фазу, однако поверхностные силы на границе между фазами приводят к росту свободной энергии. И только когда эффект от образования новой фазы превысит этот поверхностный эффект, маленькая твердая частица сможет расти. Когда это происходит, говорят, что зарождается затвердевание и твердая фаза быстро распространяется в жидкости с выделением скрытого тепла, которое увеличивает температуру до температуры затвердевания. Величина переохлаждения, возможного до образования центров затвердевания, зависит от тепловых свойств конкретного металла. [c.176]

Как и при кристаллизации из жидкой фазы, для того чтобы полиморфное превращение протекало, нужно некоторое переохлаждение (или перенагрев) относительно равновесной температуры, чтобы [c.40]

Превращения при распаде твердого раствора протекают с образованием фаз, имеющих состав, отличный от исходной матричной фазы. Поэтому для гомогеЕиюго возникновения зародыша новой фазы критического размера необходимо наличие флуктуаций энергии и концентрации. Чем больше степень переохлаждения, тем меньше критический размер зародыша и требуемые для его образования флуктуации энергии и концентрации. Чаще зародыши образуются в дефектных местах кристаллической решетки, на границах зерен, в местах сконления дислокаций, на включениях примесей и т. д. (гетерогенное зарождение). Это объясняется уменьшением работы образования критического зародыша (по сравнению с гомогенным зарождением) и его размеров. [c.103]

Чем выше скорость охлаждения, тем болыие степень переохлаждения, т, е. ниже температура превраш,ения. Распад а-твердого раствора в условиях переохлаждения приводит к пересыщению его компонентом R. Состав а-фазы после окончательного охлаждения для нашего случая будет соответствовать точке а не /. [c.108]

Распад твердого раствора может происходить в условиях больших степеней переохлаждения. Чем больше степень переохлаждения, тем меньше будет количество избыточных фаз (а или р) и больше эвтектоида. В области, очерченной линиями Ь са (рис. 68, б), избыточные фазы выделяться не будут. В этой области образуется только эвтектоид (или точнее квазиэвтектоид), который отличается от эвтектоида непостоянством сгюей концентрации. В доэвтектоидных сплавах квазиэвтектоид обеднен комноиентом В относительно [c.113]

При температуре наименьшей устойчивости аустенита скорость превращения очень велика. В некоторых низкоуглеродистых сталях длительность инкубационного периода при этой температуре не превышает 1,0 1,5 с. Уменьшение устойчивости аустенита и роста скорости его превращения с увеличением степени переохлаждения объясняется возрастанием разности свободных энергий аустенита и феррита, При этом уменьпшется размер критического зародыша, способного к росту, и возрастает количество объемов в исходном аусте-ните, в которых могут 1юзникнуть зародыши новых фаз — феррита и цементита. Повышение устойчивости аустенита и уменьшение скорости его превращения при больших степенях переохлаждения определяется снижением скорости образования и роста новых фаз вследствие замедления процесса диффузии. [c.163]

Перлитное превращение переохлажденного аустенита носит кристаллизационный характер и начинается по диффузионному механизму. Это следует из того, что аустенит, наиример, углеродистой стали (рис. 102), практически однородный по концентрации углерода, распадается с образованием феррита (почти чистое железо) и цементита, содержащего 6,67 % С, т. е. состоит из фаз, имеющих резко различную концентрацию углерода. Ведущей, в первую очередь возникающей, фазой при этом является карбид (цементит). Как правило его зародыши образуются на границах зерен аустеннта. [c.164]

При нагреве выше Ас, с последующим быстрым услаждением происходит закалка. В условиях медленного охлажд тя и температуры Аг, происходит переход А- Ф+Д- С увеличением скорости охлаждения это превращение протекает при температурах ниже А . Причем смесь ФА-Ц становится мелкозернистой и твердой. При значительных скоростях охлаждения и большом переохлаждении превращения А- ФАгЦ не происходит и осуществляется переход А (у-фаза) М (твердый раствор С в а-фазе). В результате нагрева до температуры A ,<.tнеполная закалка. При меньшем нагреве закаленной стали происходит отпуск. [c.112]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...