Фазовые превращения металлических структур

Фазовые превращения металлических структур [c.34]

Основные виды фазовых превращений рассмотрим на примере металлических структур, поскольку металлы составляют большую часть элементов таблицы Менделеева. [c.34]

Приведены критически рассмотренные и обобщенные сведения о диаграммах состояния двойных металлических систем, знание которых необходимо для выбора и разработки промышленных металлических материалов, технологии их производства и практического использования. Содержатся сведения об образующихся в системах соединениях и их кристаллических структурах, типах и температурах фазовых превращений, взаимных растворимостях компонентов друг в друге и изменении их с температурой. [c.4]

В 1859 г. в Горном журнале появилось сообщение о том, что чугунные ядра в результате нагрева необратимо увеличиваются в размерах [2561. Недавно в зарубежной печати опубликованы результаты исследования причин разрушения сосудов для хранения жидкого водорода космического корабля Апполон (385]. Оба сообщения разделены большим промежутком времени и кажутся не связанными друг с другом. Вместе с тем явления, описанные в них, имеют одну природу необратимые изменения структуры и размеров металлических материалов, обусловленные развитием фазовых превращений при чередующихся нагревах и охлаждениях. [c.3]

Автор вместе с группой товарищей в течение ряда лет занимается исследованием вопросов, имеющих отношение к проблеме связи структуры и свойств материалов. Вместе с этим он читает аспирантам курс физического металловедения. Изложение вопросов, так или иначе затрагивающих вышеуказанную проблему, и составляет основу книги. Последовательно рассмотрены металлическая связь и ее влияние на свойства металлов, строение атомов и межатомное взаимодействие, дефекты структуры, диффузия и теория фазовых превращений, некоторые конкретные процессы, формирующие конечные свойства металла полигонизация, старение, мартенситное превращение, возможности достижения высокой прочности, включая композиционные материалы, жаропрочность, поведение металлов в глубоком вакууме и, наконец, некоторые возможности использования ядерных процессов для исследования металлов. Где это возможно, делается акцент на вопросах связи строения и свойств. [c.8]

Поверхности раздела в кристаллах — границы зерен и субграницы, границы фаз, внешняя поверхность — какова бы ни была их физическая модель являются средоточием структурных дефектов (дислокаций, избыточных вакансий) и, следовательно, создают пути облегченной диффузии. Аналогичное влияние должны оказывать нарушения, возникающие в результате пластической деформации, облучения частицами высоких энергий, фазовых превращений и растворения чужеродных атомов. Диффузия в связи с особенностями тонкой структуры металла определяет во многих случаях кинетику сложных процессов, изменение структуры и в конечном счете изменение свойств металлического сплава. [c.118]

Как указывалось, существенную роль при фазовых превращениях в металлах играют дефекты структуры. В связи с этим. особый интерес представляет изучение полиморфных превращений в нитевидных кристаллах, имеющих, по-видимому, чрезвычайно низкую концентрацию структурных дефектов. В настоящее время имеются экспериментальные данные о полиморфных превращениях в металлических нитевидных кристаллах кобальта [312, 342] и железа [340, 349]. [c.366]

Отпуском называется операция термической обработки, при которой путем нагрева металлического закаленного сплава ниже температуры фазового превращения, т. е. линии PSK на фиг. 106, а или D E на фиг. 106, б, выдержки и последующего охлаждения (обычно на воздухе) из неустойчивой закаленной структуры образуется более устойчивая, происходит изменение механических свойств и твердости, а также снижение внутренних напряжений. Самопроизвольный отпуск, происходящий после закалки при простой выдержке при комнатной температуре, или отпуск при очень низких температурах, например до 100—170° С, принято называть старением. [c.176]

Термомеханическая обработка (ТМО). В последние годы появилось значительное количество работ [69, 219, 236], в которых исследовано формирование УМЗ микроструктуры при ТМО. Основная суть измельчения структуры при ТМО заключается во влиянии деформации сплавов на фазовые превращения. Как известно, процессы превращения ускоряются в результате пластической деформации и вместо пластинчатых образований чаще всего возникает дисперсная зернистая структура. УМЗ микроструктуру металлических материалов при ТМО можно сформировать несколькими принципиально различными способами. [c.115]

В публикуемом выпуске рассмотрена теорий кристаллизации металлических расплавов и фазовых превращений в твердом состоянии изложены основы металлургической термодинамики, учения о диаграммах состояния и теории диффузии дан обзор современных металлографических методов исследования описано влияние примесей на структуру и свойства чистых металлов. [c.4]

Полиморфные превращения одной однофазной структуры в другую обнаружены приблизительно в 20 металлических элементах, а также в большом числе промежуточных фаз и интерметаллических соединений. Превращения этого типа являются наиболее простыми среди всех фазовых превращений. Очень часто при температурах, близких к температуре равновесия фаз, превращение протекает по механизму образования зародышей и их роста, а при более низких температурах, достигаемых путем быстрого охлаждения, по мартенситному механизму. По мере увеличения скорости охлаждения остановка на температурной кривой, обнаруживаемая при скоростном термическом анализе, смещается в область более низких температур до некоторого предельного ее положения. Поэтому у большинства чистых металлов нельзя зафиксировать высокотемпературную структуру [c.284]

Рассмотренные выше подходы по изучению стадийности процессов деформации рассматривают в основном эволюцию дислокационной структуры и не учитывают процессов накопления повреждений (например, зарождения субмикротрещин) и разрушения металлических материалов. Кроме того, поскольку основные исследования по стадийности деформации металлов выполнены на монокристаллах, в этих работах не рассматривались фазовые превращения, которые часто происходят в процессе пластической деформации метастабильных сплавов. Между тем повреждение есть сложный многостадийный процесс, зависящий как от характера внешнего воздействия, так и от исходного структурного состояния материала и изменения его во времени. Анализ этого вопроса показывает, что повреждение кристаллических твердых тел и эволюция их структурного состояния, в широком смысле слова, неотделимы и, что первое большей частью детерминированно последним [9]. [c.39]

Основным фактором, влияющим на закономерности зарождения и распространения усталостных трещин, безусловно, является структурный, который зависит от структуры и фазового состава, химического состава и термической обработки материала [2-21]. Кроме того, в зависимости от структурного состояния металлических материалов в процессе циклического деформирования возможно протекание различных фазовых превращений, которые существенно влияют на закономерности зарождения и распространения усталостных трещин. [c.208]

Диаграммы состояния металлических сплавов представляют обобщенные результаты изучения хода затвердевания и структурно-фазовых превращений в выбранных системах. Эти диаграммы позволяют определить температуры начала и конца затвердевания сплавов, их структуру для различных температур и превращения, которые сплавы претерпевают при охлаждении и нагревании. [c.73]

Авторами сделана попытка на основе общей теории фазовых превращений и технологической прочности при сварке классифицировать существующие количественные и качественные методы испытания металлических материалов на свариваемость и обосновать рациональные области их применения. Для этого в монографии кратко изложены основные закономерности изменения структуры и свойств металлических сплавов при сварке и обоснованы критерии выбора методов их испытания на свариваемость, технологии и режимов сварки и последующей термической обработки. Рассмотрены методы оценки изменения структуры и свойств в зоне термического влияния основного [c.5]

При изучении диаграммы состояния металлических, соляных и органических систем, полиморфных и других фазовых превращений в них, а также фаз переменного состава рентгенографические методы определяют присутствующие в системах фазы, их природу, кристаллическую структуру и границы распространения. Эти методы находят применение не только в практике научно-исследовательских институтов, но и используются в промышленности для контроля технологических процессов и создания более современных способов получения материалов с нужными свойствами. Однако методы рентгеноструктурного анализа широко используются в основном при исследованиях в области комнатных температур. [c.68]

Термомеханическая обработка — это сочетание в едином технологическом цикле операций пластической деформации и фазовых превращений, при котором формирование окончательной структуры металлического сплава (а следовательно, и его свойств) происходит в у словиях повышенной плот.чости и определенного распределения дислокаций, созданных наклепом. [c.403]

Освещаются вопросы общего металловедения, пластической деформации и рекристаллизации металлов и сплавов рассматривается их структура дается анализ диаграмм состояния двойных, тройных и четверных систем излагаются основы фазовых превращений в металлических сплавах и приводятся их механические свойства. [c.749]

ЛИНИЯМИ е и d (точки для определенного содержания углерода), были даны Д. К. Черновым. В современной интерпретации выше точки е скорость диффузии железа и легирующих элементов достаточна для реализации соответствующих фазовых превращений, выше точки d достаточна скорость диффузии углерода. Следовательно, ниже точки d превращения могут быть только бездиффузионные (мартенситные), а между точками d и е превращение происходит при диффузии углерода, но без перемещения металлических атомов. Между горизонталями — е превращение происходит с образованием пластинчатых структур, а между горизонталями е — d — с образованием игольчатых структур. Наклонная линия М показывает температуру начала бездиффузионного мартенситного превращения. [c.187]

Исследования в области механики контактных взаимодействий, химических и диссипативных процессов в поверхностных и приповерхностных слоях трущихся материалов показывают, что материал в указанных зонах в процессе трения резко изменяет свое физическое состояние, меняя механизм контактного взаимодействия. Происходят существенные изменения в суб- и микроструктуре приповерхностных микрообъемов. Изучение кинетики структурных, фазовых и диффузионных превращений, прочностных и деформационных свойств активных микрообъемов поверхности, элементарных актов деформации и разрушения, поиск численных критериев оптимального структурного состояния, оценок качества поверхности должны быть фундаментальной основой в поисках материалов и сред износостойких сопряжений. В настоящее время исследованы закономерности распределения пластической деформации по глубине поверхностных слоев металлических материалов, кинетика формирования вторичной структуры, процессы упрочнения, разупрочнения, рекристаллизации, фазовые переходы, которые, в свою очередь, зависят от внешних механических воздействий, состава, свойств трущихся материалов и окружающей среды. Важное значение в физике поверхностной прочности имеет определение связи интенсивности поверхностного разрушения при трении и величины развивающейся пластической деформации. Сложность указанной проблемы заключается в двойственности природы носителей пластической деформации. Дислокации, дисклинации и другие дефекты структуры являются концентраторами напряжений, очагами микроразрушения. В то же время движение дефектов (релаксационная микропластичность) приводит к снижению уровня напряжений концентратора, следовательно, замедляет процесс разрушения. Условия деформации при трении поверхностных слоев будут определять преобладание одного из указанных механизмов, от которого будет зависеть интенсивность поверхностного разрушения. Межатомный масштаб связан с характерным сдвигом, производимым элементарными носителями пластической деформации (дислокациями). В легированных металлических системах величина межатомного расстоя- [c.195]

Под воздействием сварки в металле сварного соединения происходит ряд процессов образование физического контакта и металлической связи при смачивании или в процессе совместной пластической деформации, кристаллизация, диффузия, фазовые и структурные превращения, появление сварочных деформаций и напряжений. Это процессы местного характера, обусловливающие макро- и микроскопическую неоднородность состава, структуры и напряженного состояния сварного соединения по сравнению с основным металлом. Неоднородность, зависящая от физико-химических свойств основного и присадочных материалов, от способа, технологии сварки и конструкции соединения, предопределяет различную технологическую и эксплуатационную прочность и надежность сварной конструкции. [c.8]

Лит. Хачатурян А. Г., Теория фазовых превращений и структура твердых растворов, М., 1974 Чуистов К. В., Старение металлических сплавов. К., 1985. В. А. Финкелъ. МОДУЛЯТОРЫ СВЕТА — устройства для управления параметрами световых потоков (амплитудой, частотой, фазой, поляризацией). Простейшие амплитудные М. с.— механич. прерыватели светового луча, в качестве к-рых используют вращающиеся и колеблющиеся заслонки, призмы, зеркала, а также вращающиеся растры. Однако быстродействие и надёжность таких М. с. невелики. Наиб, широкое практич. применение получили М. с. на основе физ. эффектов, при к-рых внеш. поля меняют оптич. характеристики среды, таких, как влектрооптические Поккельса эффект и Керра аффект, магнитооптический Фарадея эффект, фотоупругость и сдвиг края полосы поглощения Келдыша — Франца эффект). [c.179]

Обычно процесс фазового превращения происходит столь медленно., что его можно считать равновесным. Однако возможны случаи чрезвычайно быстрых превращений с образованием неравновесных структур. Известно образование мартенситной фазы при быстром охлаждении (закалке) стали. В стали, имеющей в начале, т. е. при высокой температуре, аустенитную структуру с гранецентрированной кубической (ГЦК) решеткой, возникает мартенситная структура с тетрагональной объе,мно-центрированной кубической (ОЦК) решеткой. Л артенситные превращения наблюдаются и в других металлических сплавах, в которых возможны структуры с ГЦК или ОЦК и гексагональной плотно [c.238]

Закалкой называется операция термической обработки, при которой путем нагрева металлического сплава выше критических температур (температуры фазового превращения, напримф для стали выше линии GSK на фиг. 106, а или вблизи линии D E на фиг. 106, б для других сплавов), выдержки и последующего быстрого охлаждения образуется при нагреве и сохраняется после охлаждения неустойчивая структура пересыщенного Твердого раствора или структура, состоящая из продуктов превращения твердого раствора различной степени дисперсности (измельчения). [c.176]

ЮТСЯ сверхпроводящими в том случае, если они нанесены в виде тонких пленок при температурах ниже 10° К. Висмут обладаег сверхпроводимостью при умеренно высоких давлениях. Наблюдавшиеся критические температуры для висмута, по-видимому,, связаны с фазовыми превращениями под давлением. Постулировано также, что сверхпроводящие свойства тонкой пленки висмута и бериллия соответствуют их новым структурным состояниям. Критические структуры новых плотных фаз кремния и германия, установленные Венторфом и Каспером, а также Ван-ди и Каспером, позволяют предположить, что эти материалы должны быть сверхпроводящими, так как они обнаруживают металлические свойства при высоком давлении, и после возвращения к нормальному давлению имеют новые и неизвестные кристаллические структуры. Однако исследования показали, что они при существующей в настоящее время чистоте и совершенстве материалов не являются сверхпроводящими выше 0,3° К [c.15]

Рекристаллизацией называется процесс изменения кристаллической структуры при отжиге металла или металлического сплава ниже температуры фазового превращения после холодной обработки или при горячей обработке давлением. Практическое применение процесса рекристаллизации встречается в следующих основных слу- аях 1) при отжиге холоднопрокатанного, волоченого или штампованного, наклепанного упрочненного металла для увеличения его [c.132]

УПОРЯДОЧЕНИЕ СПЛАВОВ — процесс образования дальнего порядка и ближнего порядка в расположении атомов разного сорта по узлам кристаллич. решетки твердого раствора. Переход беспорядок — дальний порядок является фазовым превращением, а твердый раствор с дальним порядком — упорядоченной фазой (см. Сверхструктура, Металлические соединения). В упорядоченных фазах, в отличие от других соединений, степень дальнего порядка i] уменьшается постепенно с повышением темп-ры до темп-ры фазового превращения — точки Курнакова (Т .), либо достигая нуля в Tj, (переход 2-го рода), либо достигая нек-рого значения т ц, к-рое в Tj, падает скачком до нуля (переход 1-го рода). Наибольшее т) в упорядоченных фазах наблюдается при стехиометрич. составах, что позволяет отнести эти фазы к дальтонидам. Упорядоченные фазы образуются в твердых растворах с pa i-личной кристаллич. структурой, причем одной структуре и стехиометрии могут соответствовать разные типы упорядоченных фаз (рис., а и б). [c.254]

Фазовыми превращенрмми второго рода называются превращения, при которых плотность и термодинамические характеристики изменяются непрерывно, а скачок претерпевают производные термодинамических функций по давлению и температуре, например, теплоемкость при постоянном давлении, сжимаемость и т.д. Теплота фазового превращения второго рода равна нулю. К таким фазовым превращенрмм относятся превращение антиферромагнетиков в парамагнетики, переход гелия в сверхтекучее состояние и др. Причиной фазовых превращений является изменение стабильности фаз в зависимости от внешних воздействий. При любом фазовом превращении в твердом состоянии происходит перестройка атомной структуры системы. В металлических сплавах фазовые превращения в твердом состоянии сопровождаются относительно небольшими изменениями объема. Пренебрегая этими малыми объемными изменениями, можно использовать свободную энергию для анализа закономерностей фазовых превращений в металлах и сплавах. [c.49]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...