Расслоение и кристаллизация

При увеличении продолжительности релаксационного отжига аморфных сплавов в них начинается фазовое расслоение и кристаллизация. Протекание этих процессов зависит не только от химического состава, но и от скорости нагрева при отжиге. В большинстве случаев при достаточно быстром нагреве кристаллизация заканчивается еще до достижения Tg, но, например, в сплавах си- [c.101]

Основным методом изучения кристаллизации и фазового расслоения являются калориметрические измерения, описанные в разделе 4.3. Однако для детальных исследований структурных изменений, происходящих в процессе расслоения и кристаллизации на атомном уровне используются методы малоуглового рассеяния рентгеновского и нейтронного излучений. Пусть нормированная интенсивность малоуглового рассеяния равна /n(Q), тогда дисперсия среднего распределения колебаний плотности образца [c.102]

При лазерной сварке материалов, содержащих несмешиваемые при плавлении и кристаллизации компоненты с концентрацией превышающей критические значения, возможно образование дефектов в виде расслоений в металле шва составляющих компонентов. Так, для системы Ре - Си - РЬ с массовой долей свинца >2,5 % в шве наблюдается изменение морфологии компонентов КМ. Компоненты располагаются чередующимися слоями железной фазы и медно-свинцовой эвтектики. Прочность таких сварных соединений составляет [c.169]

Необходимо обеспечить неглубокое проникновение струи стали, втекающей в кристаллизатор, в жидкую часть кристаллизующегося слитка. В противном случае, в криволинейных установках с изгибом заготовки (см. рис. 6.9) оксиды в процессе всплытия сталкиваются с фронтом кристаллизации и могут захватываться затвердевающей сталью с образованием оксидного кольца. Это приводит к расслоениям и разрывам. [c.357]

Отмечая недостатки аморфных сплавов, авторы в первую очередь назвали два из них — низкую термическую стабильность и недостаточную временную стабильность. Первый из них связан с развитием процессов кристаллизации и расслоения, второй — с релаксацией атомной структуры аморфной фазы. Негативное влияние временной нестабильности в первую очередь сказывается на таких служебных свойствах, как магнитные. При этом временная нестабильность магнитных свойств во многом является отражением развития в аморфной фазе процессов композиционного направленного упорядочения, приводящих к стабилизации границ доменов. Повышение термической и временной стабильности свойств технически важных аморфных сплавов — одна из важнейших задач, стоящих перед исследователями аморфных сплавов. [c.22]

Эксперименты по внутреннему трению также позволяют получить определенные сведения о высокотемпературных механических свойствах аморфных металлов. Так, в ходе подобных экспериментов установлено, что вблизи температуры Tq энергия активации составляет 125—250 кДж/моль, активационный объем равен 100 атомным объемам, а коэффициент вязкости составляет примерно 10 2 Па-с. Однако механизм течения при температурах, близких к Tq, пока не выяснен. Трудности возникают, вероятно, вследствие наложения процессов кристаллизации и расслоения фаз. [c.240]

Макроскопический анализ. Этот способ заключается в изучении строения металла невооруженным глазом или при увеличении (через лупу) до 30 крат. При таком анализе можно исследовать большую поверхность детали (заготовки). Чаш,е всего макроанализ является предварительным исследованием структуры металла. Он отличается простотой и доступностью, не требует значительных средств и времени. Этим способом пользуются для выявления пористости металла, ликвации (неоднородности отдельных участков поверхности по химическому составу, структуре, неметаллическим и газовым включениям), пузырей, трещин, послойной кристаллизации, остатков усадочной раковины, рыхлоты, расслоения, обезуглероживания и науглероживания поверхности, свищей (газовых пузырей), флокенов (беспорядочно ориентированных трещин), инородных металлических и шлаковых включений, раскатанных трещин, рванин, чешуйчатости, морщин, остатков окалины, шлифовочных трещин, направления волокон при обработке давлением и т. д. Наиболее простой и быстрый способ изучения структуры металлов — рассмотрение изломов. По излому стали, например, можно обнаружить перегрев, так как в этом случае излом будет крупнозернистым (на изломе бу- [c.39]

Общие особенности системы были изучены в работе [1], где показано отсутствие промежуточных фаз и существование большой области расслоения в жидком состоянии. Малые добавки Рг практически не изменяют температуры плавления V. Растворимость в жидком состоянии Рг в V очень мала, а V в Рг заметнее, о чем свидетельствует появление дендритов V в богатом Рг расплаве после кристаллизации. Отжиг при 950° С не приводит к выделению Рг из твердого V следовательно, растворимость Рг в V должна быть очень малой. Расслоение в жидком состоянии описано также в работе [2]. [c.342]

При кристаллизации сплавов по диагра мме состояния первого типа нередко можно наблюдать явление, которое называется ликвацией по удельному весу. Ликвацию можно наблюдать и Б сплавах РЬ — 5Ь. В процессе кристаллизации выделяющиеся кристаллы РЬ или 5Ь в значительной мере отличаются по удельному весу от оставшегося жидкого сплава и вследствие этого либо всплывают, как в случае выделения сурьмы, либо оседают на дно — при выделении избыточного свинца. В результате слиток будет неоднороден по составу. На рнс. 25 приведены микрофотографии шлифов, вырезанных из верхней (рис. 25, 1) и нижней (рис. 25,2) части слитка сплава, содержащего 20 /о 5Ь. На микрофотографиях ясно видно, что вследствие ликвации верхняя часть слитка обогащена сурьмой, а нижняя практически не содержит избыточных кристаллов сурьмы и состоит из одной эвтектики. Для того чтобы предупредить ликвацию по удельному весу, прибегают к быстрому охлаждению, перемешиванию сплава, а также добавляют третий компонент, кристаллизующийся первым в виде разветвленных дендритов и чисто механически препятствующий расслоению сплава. [c.53]

Для уменьшения расслоений металл должен быть хорошо раскислен и иметь минимальное содержание водорода. Медленное наполнение изложниц при хорошо нагретом металле уменьшает степень развития трещин. Посадка на нагрев перед прокаткой слитков с температурой не ниже 750° и гомогенизация слитков уменьшают развитие межкристаллитных трещин. Замедление кристаллизации также действует благоприятно [c.350]

Как было отмечено выше, сероводородное растрескивание (СР) оборудования ОНГКМ инициируется концентраторами напряжений дефекты сварных соединений (см. рис. 2.1, е 2.2, а 2.6 2.7) и технологические дефекты основного металла, резьбы (рис. 2.8, б), следы от ключей, коррозионные язвы и т.п. Результаты лабораторных испытаний сварных образцов из стали 20 также свидетельствуют о зарождении СР от дефектов (см. рис. 2.7, а), которые более чем в 10 раз снижают долговечность сварных соединений. Сопротивление СР качественных сварных соединений не ниже, чем основного металла, кроме того, за 20 лет эксплуатации сварных конструкций в металле швов в отличие от основного проката не обнаружено ни одного случая водородного расслоения. Это объясняется применением электродных материалов с низким содержанием серы, отсутствием в шве текстуры, а также тем, что условия плавления и кристаллизации шва способствуют образованию мелких сульфидных включений глобулярной формы и равномерному их распределению по литому металлу шва. В прокате из стали типа сталь 20 оборудования ОНГКМ наблюдается, особенно в срединной части стенки конструкции, значительное количество сульфидных включений дискообразной формы длиной от долей до десятков миллиметров (рис. 2.7, д). На границах раздела сульфид - матрица при охлаждении после завершения кристаллизации возможно образование микрополостей, так как коэффициент термического расширения сульфидов Ге8 - Мп8 больше, чем у ферритной матрицы (1810 К против 11,810" К" ). Металл матрицы в зоне границы раздела фаз, являясь областью объемного растяжения кристаллической решетки, может выполнять роль коллекторов для водорода. Образующийся в результате контакта стали с сероводород со держащей средой водород, попадая в эти несплошности, молизуется, вызывая водородное растрескивание (ВР) металла. Трещины ВР зарождаются внутри металла на границах раздела матрица - включение и распространяются, как правило, межкристаллитно в направлении, параллельном его поверхности при взаимодействии этих тре-щин-расслоений возникает ступенчатая магистральная тре- [c.70]

Возможность упрочнения сплавов в результате направленной кристаллизации была впервые показана на примере эвтектик А1—AlaNi и А1—СиЛЦ [28]. В этих системах была обеспечена идеальная передача нагрузки, т. е. композит разрушался в результате разрыва усов или пластин и последующей коалесценции пор, а не путем расслоения по поверхности раздела. Разрушение связи на поверхности раздела происходило только в таких условиях нагружения, кргда параллельно этой поверхности развивались большие сдвиговые напряжения. Со времени выполнения этого первого исследования было установлено, что упрочнение происходит [c.370]

Изменения, соответствующие типу 1, являются одним из процессов структурной релаксации. Полагают, что структурные изменения 2 и 3 предшествуют кристаллизации. Например, как показал Масумото [2], перед кристаллизацией возникают небольшие кристаллические кластеры , соответствующие процессу типа 2, а фазовое расслоение, обнаруженное Ченом [3], как полагают, соответствует процессу типа 3. [c.109]

Структурная нестабильность металлов и сплавов может быть связана с фазовыми превращениями и не связана с ними. Не связанные с фазовыми переходами структурные изменения являются результатом изменения концентрации точечных дефектов с температурой и давлением, образования дислокаций и дефектов упаковки, взаимодействия и перераспределения дислокаций, формирования и рассыпания дислокационных границ, образования пор и их залечивания, гомогенизации и гетерогенизации (расслоения) растворов и промежуточных фаз, процессов деформации, реализуемых скольжением, двойникованием и межзерен-ными смещениями, образования трещин и др. Меняется структура и под влиянием фазовых превращений. Одни из них обусловлены изменением агрегатного состояния — конденсацией и возгонкой, кристаллизацией и плавлением. Другие — происходят в затвердевших металлах (твердофазные переходы) — полиморфные и изоморфные превращения, процессы растворения и выделения избыточных фаз, атомное и магнитное упорядочения и более сложные превращения — эвтектоидные, перитектоидные, монотектоидные, сфероидизация и коалесценция фаз к т. д. Структурные изменения, таким образом, многооСг зны, о чем свидетельствует приведенный выше перечень. [c.26]

Гравитационная ликвация образуется в результате разницы в плотностях твердой и жидкой фаз, а также при кристаллизации несмешиваю-ш ихся жидких фаз. Это, например, свойственно антифрикционным сплавам олова с сурьмой и меди со свинцом. В зависимости от того, легче или тяжелее твердая фаза по сравнению с жидкой, она при кристаллизации соответственно всплывает на поверхность или опускается на дно отливки. Такое расслоение отливки (слитка) по плотности недопустимо для антифрикционных сплавов, поскольку коэффициент трения в работающей паре в большой степени зависит как от особенности, так и однородности структуры. [c.77]

Для получения стекло кристаллического, покрытия пригодны стеклообразные системы с выраженными областями расслаивания, причем одна фаза, получающаяся в результате расслоения, легко кристаллизуется, другая же остается стекловидной [265]. Чтобы подавить влияние обычного расстекловывания, которое происходит в зонах с низкой энергией образования центров, пользуются методом направленной кристаллизации. Максимальная прочность, химическая устойчивость, надежность свойств обусловливаются идеальной структурой — тонкозернистой, однородной, без полостей [265]. Однако при эмалировании доцольно трудно достичь однородной структуры стекла [280]. Глина и другие мельничные добавки за непродолжительное время обжига не успевают раствориться во фритте с образованием гомогенного стекла. [c.267]

Сталь с расслоением в изло.мах имеет пониженные механические свойства в поперечном направлении. Дефект чаще встречается в малоуглеродистой легированной стали с узким интервалом кристаллизации (марки 18ХНВА, 12Х2Н4А и др.) Примеры межкристаллитных трещин в слитке и в изломе заготовки приведены на рис. И и 12. [c.350]

Предельные концентрации между областями твердых растворов, смесей и химических соединений изменяют свое положение в зависимости от темп-ры, так как с темп-рой меняется растворимость. Это изменение пределов существования отдельных фаз и их смесей также необходимо учитывать, т. к. часто нужно бывает судить о структуре и свойствах при высоких темп-рах. Далее", для правильной постановки процессов производства сплавов необходимо знать темп-ры начала и конца плавления их в зависимости от состава. Темп-ры начала плавления необходимо знать и потому, что эти темп-ры указывают предел применимости жароупорных сплавов и предел возможного подогрева сплавов при их обработке. Тот темп-рный интервал, в к-ром происходит плавление или обратная кристаллизация, важно знать потому, что в полу-жидких-полутвердых сплавах возможно расслоение — ликвация — отдельных составляющих. Знать для данной серии сплавов в каком состоянии находится сплав определенной концентрации при любой темп-ре, — это значит иметь возможность судить о свойствах сплава, о его способности к обработке, [c.377]

В. Макроструктура. Строение, видимое невооруженным глазом или при небольших увеличениях в лупу на полированных и протравленных шлифах металла, принято называть макростроением, или макроструктурой, а самый шлиф — макрошлифом. В очень. чистых металлах макростроение литых образцов обычно характеризуется наличием двух зон зоны длинных, столбчатых кристаллов,растущих перпендикулярно ко всем Г зко охлаждающим поверхностям, и зоны или м. равноосных кристаллов различной лчины, располагающихся в центральной Части слитка. У самой поверхности слитка обычно можно отличить еще и третью зону — зону мельчайших кристалликов с различной ориентировкой. Часть этих кристаллов вырастает в столбчатые большие зерна, часть же с невыгодной ориентировкой оказывается неспособной к дальнейшему росту. Быстрое охлаждение, резкий перепад темп-ры, высокий предварительный нагрев жидкого металла и спокойное литье содействуют образованию большой зоны столбчатых кристал.яов, к-рая может охватить весь слиток. При медленном охлаждении, низкой темп-ре литья и при перемешивании жидкого металла получаются равноосные структуры. Типичная макроструктура чистых металлов показана на вкл. л. I, 14. В сплавах нескольких металлов в общем наблюдаются те же структурные зоны. Однако сами зерна-кристаллы твердых растворов имеют характер древовидных или дендритных образований. Дендритный характер зерен твердых растворов связан с изменениями концентрации жидкого сплава во время кристаллизации, влияющими на скорость роста зерна по разным направлениям. Дендритная структура выявляется прп травлении благодаря разной растворимости участков с различной ионцентрацией. Обнаружить дендритную структуру тем легче, чем больше изменения концентрации на границе кристалл—жидкость во время кристаллизации однако даже в технически чистых металлах можно заметить следы дендритности. В сплавах, состоящих уже к концу кристаллизации из смесей двух видов кристаллов, помимо дендритов можно обнаружить и скопления эвтектики, заполняющие промежутки между дендритами. В этих же сплавах макростроение иногда оказывается резко различным по высоте слитка вследствие ликвации — расслоения по уд. в. Во многих случаях в литых металлах и сплавах на макрошлифах можно обнаружить помимо зерен металла (и притом как внутри этих зерен, так и ме /кду ними) усадочные или газовые поры. Т. о. исследование макроструктуры слитков позволяет сделать ряд заключений [c.385]

Таким образом, в структуре жидких металлов и сплавов, в том числе в жидком чугуне, есть только движущиеся кластеры и пустоты. В сплавах кластеры могут быть весьма разнообразны по параметрам, они могут взаимодействовать и образовывать в жидкости лабильные объединения кластеров вплоть до частичного расслоения расплавов по плотности. Благодаря микронеоднородной структуре жидких сплавов, наличию в них кластеров различного состава, в свою очервщ,, при кристаллизации происходит формирование двухфазного состояния, ликвидуса и солидуса, так как кластеры различного состава кристаллизуются при различных температурах. [c.416]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...