Виды превращений в твердом состоянии

Старением металлов и сплавов следует считать процессы изменения их свойств в зависимости от времени, связанные с любыми превращениями металлов и сплавов в твердом состоянии. По данным Я. С. Уманского и других исследователей к основным видам превращений в твердом состоянии относятся полиморфное (аллотропическое) превращение, мартенситное превращение и распад мартенситной структуры, растворение в твердом состоянии и распад пересыщенных твердых растворов, упорядочение и разупрочнение твердых растворов, образование твердого раствора из эвтектоидной смеси и эвтектоидный распад. [c.8]

Рассмотрим изменение энтальпии реальных веществ, которые могут менять свои фазовые состояния и теплоемкость которых зависит от температуры и скачкообразно изменяется в момент фазовых переходов. В общем виде уравнение для расчета энтальпии реального вещества, имеющего одно фазовое превращение в твердом состоянии, будет следующим [c.254]

Трещины при сварке. Склонность металлов к образованию трещин при сварке является одним из основных показателей их свариваемости. Она обусловливает технологическую прочность — способность материалов выдерживать без разрушения различного рода воздействия в процессе их технологической обработки. При сварке разрушения могут происходить в процессе кристаллизации (горячие трещины) и в процессе фазовых н структурных превращений в твердом состоянии (холодные и другие виды трещин). Сварка может сопровождаться образованием трещин различной протяженности в сварном шве или прилегающей к нему зоне. [c.503]

Как известно, к анализу процессов образования кристаллов не только из жидкой фазы, но и в случае фазовых превращений в твердом состоянии могут быть привлечены представления о кристаллизационных параметрах - скорости зарождения центров кристаллизации с и скорости их роста С. В чисто математическом аспекте задача описания кинетических закономерностей таких превращений при изотермическом характере процесса решена Н.А. Колмогоровым и устанавливает временную зависимость объема новой фазы в виде [c.67]

Отжиг I рода. Этот вид термической обработки возможен для любых металлов и сплавов. Его проведение не обусловлено фазовыми превращениями в твердом состоянии. Нагрев при отжиге I рода, повышая подвижность атомов, частично или полностью устраняет химическую неоднородность, уменьшает внутренние напряжения, т. е. способствует получению более равновесного состояния. Основное значение при проведении такого отжига имеют температура нагрева и время выдержки при этой температуре, так как именно эти параметры определяют скорость процессов, устраняющих отклонения от равновесного состояния. Скорость нагрева и охлаждения для отжига I рода имеет второстепенное значение. [c.175]

Закалка. Закалка, как и отжиг П рода, осуществляется только для металлов и сплавов, имеющих фазовые превращения в твердом состоянии. Главное различие этих видов термической обработки — скорость охлаждения. Все виды отжига проводят с медленным охлаждением, а закалку — с быстрым. [c.176]

Третья группа также характеризуется наличием в сплавах фазовых превращений в твердом состоянии. И в этом случае нагрев производится выше температур фазовых превращений, но охлаждение сплавов производится быстрее. Такой вид термической обработки получил название закалки. При закалке вследствие большой скорости охлаждения в сплавах не успевают произойти фазовые превращения, и при комнатной температуре фиксируются структуры, свойственные им при высоких температурах. Структуры, полученные после закалки, являются неустойчивыми (неравновесными). После закалки сплавы приобретают наивысшую твердость, но одновременно и наибольшую хрупкость. [c.170]

Очень важным видам термической обработки могут подвергаться сплавы, в структуре которых получаются при затвердевании твердые растворы, способные при дальнейшем охлаждении претерпевать значительные изменения. Таких изменений может быть два а) уменьшение растворимости и б) полный распад. Структурные превращения в твердом состоянии называются вторичной кристаллизацией. Рассмотрим сущность процесса вторичной кристаллизации. [c.72]

Оба названных вида термических операций — закалку и отпуск— рассматриваем вместе, так как в практике они обыкновенно связаны друг с другом и поскольку и при закалке, и при отпуске получаются сплавы в неравновесном состоянии. Поэтому, чтобы понять сущность процессов, происходящих в обеих операциях, обратимся к рассмотрению неравновесных состояний, получаемых в сплавах в связи с превращениями в твердом состоянии, применяя в качестве примера конкретные сплавы — стали. [c.211]

Проведение отжига I рода не связано с фазовыми превращениями в твердом состоянии. В зависимости от назначения различают следующие виды отжига I рода диффузионный, рекристаллизационный и отжиг для снятия внутренних напряжений (рис. 108). [c.156]

Если рассчитать энтальпию реального вещества, имеющего одно фазовое превращение в твердом состоянии (а Р), то в общем виде уравнение для расчета разности энтальпий можно записать следующим образом [c.177]

Новые аллотропические формы образуются путем зарождения центров и роста кристаллов аналогично кристаллизации из жидкого состояния. Кривые зависимости с. к. и ч. ц. от степени переохлаждения для аллотропического превращения имеют тот же вид, что и для кристаллизации из жидкого состояния. Следует отметить большую склонность к переохлаждению при аллотропических превращениях в твердом состоянии. [c.41]

Часть изображенной выше области, одновременно выявляется структура затвердевания (неотчетливые, более или менее размытые места) и ферритная структура превращения в твердом состоянии (с перлитом в виде светлых пятен). [c.56]

Различают так называемые горячие трещины, которые представляют собой межкристаллические разрушения, возникающие во время кристаллизации металла, а также при высоких температурах в твердом состоянии из-за вязкопластической деформации, и холодные трещины, природа которых может быть различной. У многих низколегированных и легированных сталей они образуются под влиянием фазовых превращений в твердом состоянии после окончания процесса сварки в течение последующих нескольких суток. В процессе сварки и остывания могут возникать также деформационные трещины, вызванные исчерпанием пластичности металла в концентраторах напряжений. Последний вид трещин не относят к технологической прочности, а рассматривают их жак проявление ограниченной пластичности металлов и деформационного старения, возникающих вследствие термического цикла сварки и высокого уровня сварочных деформаций и напряжений (см. гл. 5). [c.245]

В случае аллотропического превращения, как и при затвердевании жидкого сплава, выделяется тепло, и, на кривых охлаждения наблюдаются температурные остановки в виде горизонтальных площадок. Однако тепла здесь выделяется в несколько раз меньше, чем при затвердевании. Изменение кристаллической структуры при аллотропическом превращении совершается в твердом состоянии, поэтому называется вторичной кристаллизацией. В простейших случаях, например, когда аллотропическое превращение происходит в чистом металле, входящем в структуру затвердевшего сплава, оно происходит для любого состава сплава при постоянной температуре (фиг. 65, б) на горизонтальной линии NM. [c.105]

В чугунах, как и в сталях, в твердом состоянии происходят фазовые превращения, поэтому для них могут быть использованы те же виды термической обработки, что и для стали. Чугунные отливки подвергаются отжигу, нормализации, закалке с отпуском. [c.64]

К старению металлов и сплавов следует относить все процессы изменения во времени их свойств, связанные с превращениями металлов и сплавов в твердом состоянии. К основным видам превращений в твердом состоянии относятся сшлотропическое превращение, мартенситное превращение и распад мартенситных твердых растворов, упорядочение и разупрочнение твердых растворов, образование твердого раствора из эвтектоидной смеси. [c.125]

Превращения в твердом состоянии протекают в результате образования зародышей новой фазы и последующего их роста. Фазовые превращения в твердом состоянии также должны отвечать основному термодинамическому условию — уменьшать энергию Гиббса всей системы. Однако при фазовых превращениях в твердом состоянии нужно учитывать кроме выигрыша в энергии Гиббса при образовании зародыша новой фазы и увеличение энергии Гиббса за счет образования поверхности раздела между зародышем новой и исходной фаз АСпов (см. с. 28), повышение свободной энергии системы за счет упругой деформации матрицы вблизи зародыша АОдеф. В общем виде уравнение энергетического баланса при образовании новой фазы в матрице выглядит так [c.46]

В последнее время в печати появляется все больше работ, в которых ставится под сомнение применимость в существующем виде термодинамической теории критических флуктуаций к полиморфным превращениям в твердом состоянии. Рассматривая такие превращения, следует учитывать высокую степень упорядоченности строения кристаллических тел, что делает практически невероятным формирование зародьпией новой фазы за счет случайных перемещений атомов, поскольку в этом случае рост зародыша до критического размера сопровождается очень значительным увеличением свободной энергии, т.е. должен осуществляться вопреки второму началу термодинамики [18]. При этом во флуктуа-ционной теории при подсчете вероятности концентрационных перераспре- [c.16]

Отжиг П рода — термическая обработка, заключающаяся в нагреве стали до температур выше критических точек Ас и Асз, вьщержке и, как правило, в последующем медленном охлаждении. Отжиг II рода основан на прохождении фазовых превращений в твердом состоянии — (у о,)-превращений и поэтому часто называется фазовой перекристаллизацией. При фазовой перекристаллизации измельчается зерно и устраняется вид-манштеттова стрз тура, строчечность н другие неблагоприятные структуры стали. [c.443]

Большой интерес для советского читателя должна представить пятая глава, посвященная теории фазовых превращений в твердом состоянии. Она написана Дж. Кристианом — автором фундаментальной монографии 1) на ту же тему. В этой главе содержится подробное и систематическое описание основных видов фазовых превращений выделения фазы из пересыщенного твердого раствора, эвтектоидного распада, полиморфных превращений и др., причем особенно большое внимание автор уделяет теории мартенсит-ных превращений. Приводится оригинальная классификация всех фазовых превращений в твердом состоянии, рассматриваются теория процессов зарождения и роста, термодинамика, кинетика, атомный механизм и кристаллография этих превращений. Большое внимание уделяется также начальным стадиям превращений, образованию сегрегатов в материнской фазе. Эта [c.6]

Трансформаторная сталь выпускается в виде листов толщиной 0,05—0,5 мм и ленты толщиной 0,08—0,05 мм. В связи с высоким содержанием 51 (табл. 20) эта сталь относится к ферритному классу и, следовательно, не имеет превращений в твердом состоянии. Это является в данном случае благоприятным, так как в этой.. стали стремятся получить возможно более крупное йерно, увеличивающее мзгннтную проницаемость. Для получения [c.332]

Отжиг I рода. Этот вид термической обработки возможен для любых металлов и сплавов. Его проведение не обусловлено фазовыми превращениями в твердом состоянии. Нагрев при отжиге I рода, повышая подвижность атомов, частично или полностью устраняет хими- [c.222]

Так как отжиг 2-го рода основан на использовании фазовых превращений в твердом состоянии, то вначале расс.мотрим общие закономерности таких превращений. Они необходимы и для анализа других видов термической обработки. [c.121]

Под влиянием никеля граница насыщения области твердого раствора а резко сдвигается в сторону медного угла. В гетерогенной области при малой концентрации олова с понижением температуры появляется новая фаза 0, которая при быстром затвердевании сплава выделяется в форме мелких игольчатых кристаллов. При медленном затвердевании она выделяется в виде круглых светло-голубых включений, сильно отличающихся по форме и цвету от б-фазы и фосфидов и отвечающих по составу интерметаллическому соединению N14811. Границы ликвидуса и фазовых превращений в твердом состоянии в этой системе под влиянием никеля заметно повышаются. [c.159]

Следует, однако, иметь в виду, что превращения в твердом состоянии происходят в упругой, анизотропной среде и во многих случаях обнаруживается закономерная кристаллогеометрическая связь между исходными и конечными фазами. Кроме того, при этих превращениях система аккумулирует упругую энергию, источниками которой могут быть различия в удельных объемах фаз и упругая деформация в СВ1,-зи с сопряженностью фаз. [c.604]

Наблюдая момент изменения какого-нибудь из свойств металла, можно определить точку кристаллизации (плавления) металла. Помимо кристаллизации или плавления в чистых металлах возможны еще и превращения в твердом состоянии, к-рые состоят в переходе от одного типа расположения атомов в пространстве к другому и к-рые также сопровождаются скачками в изменении всех свойств. Такого рода превращения обычно называют аллотропическими. Из чистых металлов железо, кобальт, марганец 1 >лово имеют по несколько аллотропич. форм. Для чистых металлов характерно протекание всякого превращения при строго постоянной темп-ре, что обусловлено общим законом равновесия — правилом фаз. В сплавах двух металлов явления значительно сложнее и разнообразнее. Т. к. характер явлений, наблюдаемых при изменении темп-ры, в случае сплавов определяется тем, в какие взаимоотношения вступили при сплавлении компоненты, то надо прежде всего остановиться на классификации и характеристике типов взаимоотношения компонентов. Известны следующие основные случаи взаимоотношений компонентов 1) два компонента не смешиваются или смешиваются лишь частично в жидком состоянии 2) компоненты дают однородный жидкий сплав или раствор, к-рый при кристаллизации переходит в однородный твердый кристаллический раствор 3) компоненты дают однородный жидкий раствор, который при кристаллизации распадается на смесь двух видов кристаллических твердых растворов 4) компоненты образуют новое [c.376]

По своему механизму перечисленные выше превращения в твердом состоянии разделяются на диффузионные и без диффузионные. Из числа фазовых превращений к диффузионным относятся превращения третьего и четвертого видов, т. е. эвтектоидный распад, распад пересыщенных твердых растворов и обратные им превращения. Полиморфные превращения могут протекать как по диффузионной ( нормальной ), так и по бездиффузион-ной (мартенситной) кинетике. Однако между полиморфными превращениями, характеризующимися нормальной кинетикой, и диффузионными превращениями третьего и четвертого видов имеются существенные различия. При полиморфных превращениях величина смещений атомов не превышает межатомного расстояния, а при превращениях третьего и четвертого видов происходит значительно большее смещение атомов. [c.10]

Вторичная кристаллизация (превращение в твердом состоянии) происходит при температурах, соответствующих линиям С5Е,Р5К иСРр. Превращения в твердом состоянии происходят вследствие перехода железа из одной аллотропической модификации в другую (у в а) и в связи с изменением растворимости углерода в аустените и феррите. С понижением температуры растворимость уменьшается. Избыток углерода выделяется из твердых растворов в виде цементита. [c.29]

Взрывные способы возбуждения возмущений. Возмущения в деформируемом теле можно вызвать с помощью взрывчатых веществ (В. В.). Как известно, взрывчатым веществом называют вещество, способное под влиянием внешних воздействий (тепла, давления, механического удара) за короткий промежуток времени полностью или частично превращаться в другие, более устойчивые вещества (больщей частью газообразные). Процесс превращения одного вещества в другие называется взрывом, а образующиеся при этом газообразные вещества — продуктами взрыва. Взрывчатые вещества могут быть детонирующими (характеризуются высокой скоростью реакции и высоким давлением) и воспламеняющимися (характеризуются медленным сгоранием и более низким давлением). Больший интерес представляют детонирующие В. В., находящиеся, как правило, в твердом состоянии и обладающие свойствами упругости, вязкости и пластичности. Сравнительная оценка взрывчатых веществ проводится по фугасному и бризантному действиям. Фугасным действием называется способность В. В. производить разрушающее взрывное воздействие, оно зависит от скоростей расширяющихся газов в области взрыва. Бризантность является мерой дробящего воздействия В. В. Возбуждение взрыва во взрывчатом веществе вызывается каким-либо внешним воздействием и может быть реализовано в одной или нескольких точках с помощью различных детонаторов. Детонация — процесс химического превращения В. В., распространяющийся в виде детонационной волны с большой постоянной скоростью В, измеряемой в тыс. м/с и зависящей от ряда факторов [47, 38]. Процесс взрыва сопровождается высокими давлением и температурой, обладает энергией, освободившейся при химическом превращении В. В. и способной соверщить механическую работу при расширении продуктов взрыва со скоростью [c.14]

В 1868 г. выдаюш ийся русский металлург Д. К. Чернов установил зависимость структуры и свойств стали от ее горячей механической (ковка) и термической обработки. Чернов открыл критические температуры, при которых в стали в результате ее нагревания или охлаждения в твердом состоянии происходят фазовые превращения, существенно изменяющие структуру и свойства металла. Эти критические температуры, определенные по цветам каления металла, получили название точек Чернова. Русский ученый графически изобразил влияние углерода на положение критических точек, создав первый набросок очертания важнейших линий классической диаграммы состояния железо—углерод. Исследования полиморфизма железа, завершенные Д. К. Черновым в 1868 г., принято считать началом нового периода в развитии науки о металле, возникновением современного металловедения, изучающего взаимосвязь состава, структуры и свойств металлов и сплавов, а также их изменения при различных видах теплового, химического и механического воздействий. [c.136]

Сделано предположение, что Dy и Тт образуют непрерывные ряды твердых растворов при высоких температурах. На рис. 211 схематически представлен вариант диаграммы состояния системы Dy—Тт. Тт при высоких температурах в твердом состоянии не имеет полиморфного превращения [1, М], однако, как показано в работе [2], изменение ближнего порядка при температуре 1655 °С объясняет существование на диаграмме (рис. 211) штриховой линии, разделяющей области расплавов с ГПУ и ОЦК структурами. При температуре 1442 °С и содержании 25 % (ат.) Тт имеет место пери-тектическос превращение, которое на рис. 211 изображено в виде точки, поскольку кривые ликвидуса, солидуса и сольвуса практически сливаются. [c.404]

В твердом состоянии могут происходить главным образом два типа превращений, которые формируют структуру сплава. Во-первых, твердый раствор может претерпевать перекристаллизацию по типу кристаллизации из жидкого состояния, например при наличии дефектов кристаллической решетки (включения, блочная структура и др.) — внутри матричных зерен (рис. 14, а). Во-вторых, формирование структуры может происходить из-за уменьшения растворимости при понижении температуры. Так, в двухфазных сплавах избыточная (вторичная) фаза может выделяться из твердого раствора при медленном охлаждении — по границам зерен твердого раствора (матрицы) в виде достаточно крупных и нередко равноосных частиц (рис. 14, б) при ускоренном охлаждении — по границам вокруг матричных зерен в виде оболочки (сетки) из вьщеляющейся фазы (рис. 14, в). [c.47]

На диафамме состояния третьего типа с эвтектическим превращением (рис. 16, в) ниже линии ad образуется твердый раствор (В в А), соответственно, ниже линии be — твердый раствор (А в В). Максимальная растворимость компонента В в компоненте А в твердом состоянии соответствует отрезьсу zd. Линия ad eb — линия солидус. В точке с образуется эвтектика. С понижением температуры ниже линии солидус растворимость компонента В в компоненте А уменьшается в соответствии с линией df, поэтому из твердого раствора выпадает компонент В в виде вторичного твердого раствора компонента В в компоненте А. Соответственно, ниже линии eq выпадает вторичный твердый раствор — а . Избыточная (3-фаза чаще всего представляет собой химическое соединение. Характер возможных микроструктур сплавов после полной кристаллизации может соответствовать рис. 13. [c.53]

При охлаждении — затвердевание в интервале температур (см. ДЖУ), затем в твердом состоянии перегиб прн —880 С, остановка на кривой охлаждения (—723°С) при звтектоидном превращении. Причина перегиба — выделение карбидов. От температуры — 1300 С до точки перегиба существует гомогенный у Твердый раствор. Он может содержать 1,2 % С (линия состава Е). При 880 °С — переход через траницу растворимости для данного спла-за. Углерод выходит из г. ц. к. решетки (рнс. L69 1.70) в виде РезС, т. е. происхо- [c.33]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...