Структурные особенности фазовых превращений

Структурные особенности фазовых превращений [c.56]

Так, диффузионное насыщение поверхности металлов и сплавов различными металлами и неметаллами осуществляется при нагреве насыщаемых деталей до сравнительно высоких температур (700—1200 °С), при которых могут происходить структурные и фазовые превращения, рекристаллизация и другие изменения материала основы, что необходимо учитывать при выборе диффузионных покрытий и оптимальных режимов их получения для тех или иных объектов. Особенность диффузионных покрытий — их 100%-ная плотность и хорошая связь с материалом основы. [c.67]

При нанесении диффузионных покрытий любого назначения необходимо, как правило, учитывать температуру рекристаллизации материала основы, а также возможные структурные и фазовые превращения, которые могут происходить в нем с повышением температуры, и в зависимости от этого назначать температуру и время процесса диффузионного насыщения. При выборе активаторов, добавляемых в насыщающие порошковые смеси, необходимо принимать во внимание возможность нежелательного взаимодействия содержащихся в них веществ (особенно элементов внедрения — азота, водорода, кислорода) с материалом основы, что ведет к снижению его пластических свойств. Поэтому, в частности, в ряде случаев при нанесении диффузионных покрытий на титан, ниобий, тантал и сплавы на их основе избегают применять в качестве активаторов галоидные соединения аммония, заменяя их галоидными соединениями щелочных и щелочноземельных металлов. [c.69]

Автоматизированные установки целесообразно применять при большом объеме измерений на однотипных образцах. Их применяют на заводах, производящих материалы с заданными магнитными свойствами, а также в исследовательских учреждениях, занятых совершенствованием известных и разработкой новых магнитных материалов. В металлофизических исследованиях конструкционных материалов определение их статических магнитных параметров обычно не является самоцелью, а служит дополнительным средством изучения особенностей структурных и фазовых превращений. В таких исследованиях чаще всего применяют более простые неавтоматизированные установки. [c.119]

Особенность этой обработки — нагрев выше температур фазового превращения и охлаждение с малой скоростью — приводит сплав к структурному равновесию. Такая термическая обработка называется также отжигом. В отличие от обработки первой группы можно, назвать ее отжигом второго рода, или фазовой перекристаллизацией. [c.225]

Технологические особенности электродуговой наплавки используют в целях ослабления нежелательных сопутствующих явлений, таких как окисление металла, поглощение азота, выгорание легирующих примесей и нагрев материала детали выше температуры фазовых превращений. Эти явления приводят к снижению прочности сварочного шва, нарушению термообработки материала, объемным, структурным и фазовым изменениям и короблению детали. Перемешивание материалов основы и покрытия ухудшает его свойства. [c.275]

Закалка существенно влияет на физические свойства. Так, в сплавах она изменяет структурно-чувствительные физические и химические свойства увеличиваются прочность, хрупкость, удельное электросопротивление, коэрцитивная сила, возрастает коррозионная стойкость. Особенно сильно упрочняются сплавы, претерпевающие в равновесных условиях эвтектоидное превращение. Прочность возрастает либо вследствие мартенситного механизма фазового превращения, либо вследствие понижения температуры эвтектоидной реакции, приводящего к измельчению кристаллов фаз, образующих эвтектоидную смесь. [c.134]

Принципиально возможны фазовые превращения и более высокого порядка, однако эксперимента ьное определение порядка их затруднено. Наряду с рассмотренной существуют и другие классификации фазовых превращений. В качестве классификационных признаков в иих служили характер изменения агрегатного состояния, вид превращений в связи с диаграммой состояния, механизм переупаковки атомов, перераспределение компонентов, число образующихся фаз, группы симметрии и др. [64, 119, 139, 160, 203, 233, 277. В работе [283] приведена систематическая классификация структурных изменений, основанная на особенностях роста. [c.27]

Фазовому превращению предшествуют подготовительные процессы. С понижением температуры в исходной фазе увеличивается вероятность образования крупных флюктуаций плотности и состава. Особенно заметными они становятся вблизи температур фазового равновесия. Время жизни их мало, и они с одинаковой вероятностью рождаются и исчезают. В реальных кристаллических фазах присутствуют структурные дефекты, в которых устойчивы отклонения плотности и состава от средних значений. Обычно фазовые превращения в твердых телах начинаются на этих дефектах. [c.36]

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]

В заключение следует отметить, что, используя особенности изменения микроструктуры при фазовых превращениях, холодной и горячей деформации, нагреве и охлаждении, можно добиться измельчения зерен большинства промышленных сплавов до f<10 мкм, что обеспечивает структурные условия для перевода их в СП состояние. [c.116]

Таким образом, различие в состояниях сплава после СПД и ОБД, выявленное при изучении механических свойств, подтверждается данными структурного анализа. Сопоставление микроструктуры сплава и его свойств после различных обработок позволяет сделать заключение, что структурная неоднородность сплава, имеющаяся в исходном состоянии или дополнительно появляющаяся в процессе деформации с высокими скоростями, оказывает существенное влияние на его механические свойства. Причина повышения прочностных характеристик сплава после СПД по сравнению с ОБД заключается в устранении структурной неоднородности и преобразовании пластинчатой микроструктуры в равноосную. При этом в результате ускорения фазовых превращений, рекристаллизации СПД способствует достижению более равновесного состояния сплава. Специфические особенности СПД, обеспечивающие развитие этих процессов и формирование особого структурного состояния сплава, подробно рассмотрены в разд. 4. [c.215]

В тесной связи с кристаллизующим действием поверхности находится явление определенной ориентации возникающих зародышей кристаллов. При образовании пленок на поверхности химическое превращение развивается таким образом, чтобы конфигурация атомов исходной твердой базы сохранялась (или почти сохранялась) и в новой твердой фазе. Кристаллическая решетка новой фазы сопрягается с кристаллической решеткой исходной фазы теми кристаллическими плоскостями, параметры которых минимально отличаются друг от друга. При этом- пленки приобретают защитную способность в том случае, когда между металлом и пленкой существует структурное соответствие [24, 25]. Однако при химических реакциях возможны случаи образования промежуточных фаз, вызванные трудностью соблюдения принципа ориентационного и размерного соответствия при непосредственной перестройке решетки исходной фазы сразу в окончательную форму [26]. Между индексами кристаллографических направлений и плоскостей в регулярно соприкасающихся решетках установлена количественная связь, что позволяет производить расчеты кристаллических решеток при образовании защитных пленок и различных фазовых превращениях в металлах и сплавах [27]. Принцип структурного соответствия, т. е. направленная кристаллизация или так называемая эпитаксия [28, 29], при которой структура основного металла воспроизводится в образующейся на нем пленке в результате ориентированного роста кристаллов в системе металл — покрытие, особенно хорошо проявляется для большинства металлов и их окислов, гидроокисей, нитридов, карбидов, оксалатов и других продуктов реакционноспособных систем. В последние годы закономерности эпитаксии были также установлены и для различных фосфатных пленок на черных и цветных металлах (гл. П). [c.12]

При оценке технологической прочности по скорости охлаждения околошовной зоны следует учитывать, что влияние жесткости режимов сварки на появление холодных трещин неоднозначно и зависит от особенностей фазовых и структурных превращений сплавов. Это легко видеть на примере испытаний [c.165]

Большое число случаев хрупкого разрушения относится к сварным конструкциям. Трещины образуются обычно у дефектов сварных швов и распространяются в зоне сварочного нагрева. Эта особенность разрушения сварных конструкций связана не только с наличием макроскопических дефектов в соединениях, но также с существенным изменением структуры и свойств основного металла в зоне сварки под действием сварочного тепла и влиянием остаточных сварочных напряжений. Наиболее важными структурными факторами, определяющими сопротивление сварных соединений распространению хрупких трещин, являются размер зерна и фазовые превращения в металле шва и околошовной зоне. [c.179]

Отсутствие трещин в сталях аустенитного класса может быть объяснено тем, что они в процессе резки и последующего охлаждения не имеют фазовых превращений. Термические напряжения для этих сталей, ввиду особенностей их физических свойств, меньше, чем в сталях с аллотропическими превращениями не наблюдаются также структурные напряжения, являющиеся основной причиной трещинообразования. В сталях полуферритного класса образующаяся у кромки реза мартенситная структура обладает небольшой твердостью из-за низкого содержания углерода. Такой мартенсит в сочетании с участками избыточного феррита не может привести к значительному увеличению напряжений у поверхности реза. [c.51]

Эта картина, особенно на последующих стадиях, может быть осложнена влиянием различных внутренних (например, структурные изменения и фазовые превращения в металле) и внешних причин (например, коррозия). [c.797]

Структурные превращения при индукционном нагреве и закалке. Условия закалки с нагревом т. в. ч. характеризуются рядом факторов частотой и силой тока в индукторе временем (скоростью) нагрева, особенно в области фазовых превращений временем выдержки скоростью охлаждения температурой на поверхности и ее распределением по глубине нагреваемого слоя эпюрой возникающих при нагреве и закалке внутренних напряжений, которые сильно влияют не только на прочность деталей, но и на структурные превращения в аустените и мартенсите. [c.240]

Исключением является вытяжка сильно наклепывающихся сплавов, особенно тех, у которых процесс холодной деформации сопровождается структурно-фазовыми превращениями и требует применения промежуточного отжига. [c.116]

Таким образом, приведенные данные показывают, что структура всех рассмотренных марок стали при огневой зачистке претерпевает заметные изменения (увеличение зерна, закалку, отпуск закаленного слоя), но трещин при этом не обнаруживается. Поскольку слябы и заготовки в дальнейшем подвергаются высокотемпературному нагреву и значительной деформации при прокатке на сортовую продукцию, структуры з.т.в. преобразуются и, следовательно, те изменения, которые происходят у края реза, могут не приниматься во внимание. Отсутствие трещин в сталях аустенитного класса может быть объяснено тем, что они в процессе резки и последующего охлаждения не имеют фазовых превращений. Термические напряжения для этих сталей ввиду особенностей их физических свойств меньше, чем в сталях с аллотропическими превращениями не наблюдаются также структурные напряжения, являющиеся основной причиной трещинообразования. В сталях полуферритного класса образующаяся у кромки реза мартенситная структура обладает небольшой твердостью из-за низкого содержания углерода. Такой мартенсит в сочетании с участками избыточного феррита не может привести к значительному увеличению напряжений у поверхиости реза. [c.46]

Можно перечислить след, важнейшие направления развития М. изучение особенностей электронных состояний металлов и сплавов при различных условиях детальный анализ физ. природы алектрич. и магнитных свойств, микромеханизма пластич. деформации, возникновения, движения и торможения дислокаций и их взаимодействия с другими несовершенств ами строения исследование особенностей упрочнения, достигаемого путем пластич. деформации, фазовых превращений и облучения изучение закономерностей разрушения изучение межатомного взаимодействия в сплавах и термодинамич. ф-ций металлич. фаз исследование кинетики фазовых превращений в различных металлич. системах и механизма сопровождающих эти превращения структурных изменений. [c.196]

Отмечено [27], что например, для роторных сталей резерв повышения стойкости к отпускной хрупкости путем измельчения зерна, по-видимому, исчерпан. Это обусловлено тем, что принятие ограничивакь щих рост зерна мер, таких как увеличение скорости нагрева или уменьшение длительности аустенитизации п6 сравнению с принятыми в настоящее время, практически невозможно из-за крупных габаритов и большой масськ термически обрабатываемых изделий. При этом эффективному исправлению крупнозернистой перегретой структуры препятствуют приводящие к ярко выраженной структурной наследственности особенности фазовых превращений в этих сталях, в четности, протекание бейнитного у — а-превращения, закрепляющего границы бывшего крупного аустенитного зерна,.при охлаждении от температур вышеуАс даже с весьма низкими скоростями (25—100°С/ч). [c.197]

Первым и, по-видимому, основным эффектом любого режима ТЦО сталей и чугунов является измельчение их микроструктуры. Этот процесс измельчения обусловлен несколькими факторами влиянием ускорения нагревов и охлаждений на структурообразование, отсутствием или малой длительностью выдержек при максимальной температуре нагревов, особенностью кинетики многократных структурных (и фазовых) превращений и т. д. Все эти аспекты процесса образования сверхмелкозернистой структуры еще мало изучены. Однако многое уже известно. Исследования показали, что при быстром нагреве рост аустенитного зерна происходит медленно и поэтому нагрев до высоких температур (например, до 1000 °С) [c.35]

Углерод оказывает особенно сильное влияние на коррозионную стойкость сталей и сплавов. Будучи активным аустенизато-ром и карбидообразователем, обладая высокими горофильными свойствами, углерод в некоторых условиях определяет структурный и фазовый состав стали, напряженное состояние на границах зерен, уровень потенциалов в системе металл—электролит. С ростом содержания углерода коррозионные свойства стали, как правило, ухудшаются (рис. 16, 17). Особенно сильно свойства стали изменяются в результате воздействия нагрева при критических температурах, приводящих к структурным и фазовым превращениям в стали. [c.32]

Таким образом, пятой особенностью фазовых превращений при индукционном нагреве является возможность смещения окончания перлито-аустенитного превращения до температур выше температуры поли- морфного превращения структурно свооод-ного феррита. [c.559]

В связи с указанным сочетанием свойств высокохромистые стали находят широкое применение в различных областях народного хозяйства. При высоких механических и антикоррозионных свойствах высокохромистые стали имеют пониженные технологические свойства, в том числе пониженную свариваемость. Это связано с особенностями фазового состояния высоксзхромистых сталей и особенностями структурных и фазовых превращений, происходящих при нагреве и охлаждении. [c.243]

В главе I атласа изложены основные виды фазовых превращений и структурных изменений в титане и его сплавах, а также условия их протекания при сварке. Приведены особенности фазовых превращений при непрерывном нагреве, роста зерна и гомогенизации р-фазы. Рассмотрены превращения Р-фазы в околошовной зоне при последующем непрерывном охлаждении в широком диапазоне изменения скоростей. Показано влияние а- и р-ста-билизирующих элементов, а также газовых и других примесей на кинетику фазовых превращений и изменение фазового состава и структуры сплавов. [c.7]

Прежде чем перейти к рассмотрению структурных и фазовых превращений, протекающих в электроосажденных металлах и сплавах при отжиге, проанализируем особенности исходной, структуры, существенно влияющей на механизм и кинетику процессов термообработки. [c.17]

Особенность фазовых и структурных превращений при сварке по сравнению с термической обработкой заключается в том, что они протекают в неравновесных условиях сварочного термодеформационного цикла (СТДЦ), т. е. в условиях быстрого нагрева и охлаждения и одновременного развития сварочных деформаций и напряжений. Характер превращений зависит от состава сплава, максимальных температур нагрева, а их завершенность— от скоростных и деформационных параметров сварочного цикла. [c.491]

На свойства неметаллических материалов существенное влияние оказывают их структура — аморфная или кристаллическая и особенности физического строения. Как правило, наличие кристаллической структуры, обусловленной упорядоченным расположением элементарных структурных единиц относительно друг друга, способствует увеличению плотности и повышению механических свойств материалов, повышению их устойчивости к атмосферным воздействиям и к агрессивным средам, а также определяет более четкий характер температурных интервалов их фазовых превращений tn.i, tnwi и т. п.). [c.9]

В последние годы серьезное внимание уделяется проявлению наследственности в структуре и свойствах сплавов при фазовых превращениях, поскольку именно это направление, по-видимому, является наиболее перспективным в изыскании новых путей упрочнения материалов. Под наследственностью понимается сохранение в металле, испытавшем фазовое или структурное превращение, некоторых особенностей макроскопического, микроскопического или субмикроскопического строения, присущих исходной структуре. Существуют даа основных вида наследственности фазовая (наследование сво ста.цосле тюлиморфного превращения) и структурная (восстановление по форме и размерам исходного зерна после реализации фазового превращения). [c.3]

При микроударном воздействии большое влияние на скорость развития трещин оказывают фазовые превращения и структурные изменения, протекающие в микрообъемах металла. Процесс тре-щинообразования разных по составу и структуре сталей имеет свои особенности. Так, в углеродистой стали (0,3% С) при наличии в структуре механической смеси (феррит + перлит) трещины имеют большую протяженность (рис. 75, б). В сталях этого типа трещины развиваются как по границам, так и внутри зерен. Главным образом трещины появляются в структуре феррита, окружая и изолируя большие группы зерен перлита и феррита, в результате чего металл быстро разрушается. Трещины такого типа чаще образуются в гетерогенных сплавах и реже в сплавах с гомогенной структурой. В аустенитных сталях трещины имеют небольшую протяженность и развиваются в основном по плоскостям скольжения, а при наличии грубых и непрочных границ (в крупнозернистой структуре) — главным образом по границам зерен и двойников. [c.118]

Сопоставление свойств при прямом и обратном мар-тенситном 7ч е-превращениях в сплавах Г17 и Г20С2 показывает, что аномалия пластичности в железомарганцевых сплавах при прямом 7->е-переходе в 3—5 раз больше, чем при обратном 8 7, что свидетельствует о различном механизме сверхпластичности при прямом и обратном мар-тенситном превращениях. Важной особенностью фазового 7ч=ь8-превращения является то, что оно происходит при относительно низких температурах и по бездиффузионному мартенситному механизму. Поэтому процессы диффузионного характера присущие классической структурной сверхпластичности,— перемещение зерен, рекристаллизация, рекомбинация дефектов, высокотемпературная ползучесть, малосущественны [4]. Величина деформаций во многом будет определяться ориентацией кристаллов новой фазы относительно внешнего напряжения [93]. При 7- е-перехо-де эффект от текстуры е-фазы должен быть выше [4]. [c.133]

Термическая обработка поковок имеет ряд особенностей. Одна из них — возникновение значительного перепада температур по сечению поковки (особенно у крупных), что приводит к не-одновременности протекания фазовых превращений, а следовательно, к получению различных структур (от мар-тенситной на поверхности до перлитной в центре заготовки). Кроме того, перепад температур по сечению поковки и, как следствие, неодновремен-ность структурных превращений приводят к возникновению внутренних напряжений, отрицательно сказывающихся на свойствах поковки. [c.405]

Свойства ферритов, как и любых других твердофазных материалов, можно разделить на две группы объемные, или структурнонечувствительные, и структурно-чувствительные. Объемные свойства определяются химическим составом и типом кристаллической структуры феррита, а структурно-чувствительные — несовершенством (дефектами) электронной и кристаллической структуры. К первой категории относят константу кристаллографической анизотропии, магнитострикцию, точку Кюри, удельную теплоемкость, диэлектрическую проницаемость, намагниченность насыщения и т. д. В качестве примера структурно-чувствительных свойств рассматривают электропроводность, теплопроводность, форму петли гистерезиса, прочность и др. Однако указанное деление весьма условно, поскольку трудно указать такое свойство, которое бы абсолютно не зависело от степени или несовершенства электронной и кристаллической структур з1 ферритов. Действительно, константа кристаллографической анизотропии Ki постоянна для моноферритов фиксированного состава [1]. Для твердых растворов ферритов величина Ki сильно зависит от несовершенств, какими являются флуктуации химического состава в объеме материала. Эта зависимость должна особенно отчетливо проявиться у кобальтсодержащих ферритов. Теплоемкость при температурах, близких к температуре фазового превращения (точка Кюри — у феррошпинелей, точка компенсации — у ферритов со структурой граната), становится настолько чувствительной к химическим неоднородностям материала, что может служить характеристикой последней [2]. [c.7]

В учебном пособии дано углубленное изложение некоторых важных разделов структурной кристаллофизики теория межатомных взаи-модойствнй, принципы строения конденсированных систем, особенности дефектной структуры кристаллов, термодинамика структурных фазовых превращений в конденсированном состоянии. Теоретические выводы проиллюстрированы экспериментальными данными. [c.3]

В процессе нагружения структурное состояние материала может изменяться, в особенности если эти испытания осуществляются в условиях повышенных температур в течение длительного времени. Изменение структурного состояния (деформационное Старение, фазовые превращения, рекристаллизация и т. д.) вызывает в свою очередь изменение сопротивления циклическим упругопластическим деформациям и разрушению вследствие изменения пластичности материала в результате длительного нагружения (статья А. М. Щербака и А. Н. Романова). При этом сопротивление деформациям и разрушению зависит также и от формы цикла (статья С. В. Серенсена, А. Н. Романова, М. М. Гаденина). [c.4]

Исследование структуры конденсированной среды и ее превращений занимает одно из центральных мест в современном материаловедении, экспериментальной и теоретической физике (см. [16], [67-75]). Значительное продвижение в этом направлении было достигнуто благодаря использованию представлений о перестройке кристаллической структуры как о фазовом превращении, наблюдающемся в магнетиках, сегнетоэлек-триках, сверхпроводниках и т.д. [76-81]. В последнее время большое внимание привлекают превращения в системах типа спиновых и структурных стекол, которые значительно удалены от состояния равновесия [82-85]. Их исследование требует использования методов статистической физики, основанных на неэргодической теории, картине фазового пространства с ультраметрической топологией и т. п. [66, 86, 87]. Есть основания полагать, что указанные особенности должны проявляться не только в аморфном состоянии, но и во всех системах, значительно удаленных от термодинамического равновесия [58]. [c.112]

Проблема описания конденсированной среды, подверженной интенсивному внешнему воздействию, является одной из важнейших в современной физике. В последние годы в этом направлении были достигнуты значительные успехи (см. [16, 17, 58, 73, 74, 76-82, 86]). В частности, объяснены основные особенности микроскопической картины структурных фазовых превращений на атомном уровне (например, сегнетоэлектри-ческие и мартенситные превращения, упорядочение и распад твердых растворов). Характерная особенность теории структурных превращений состоит в их разделении на два класса — переходы типа смещения и порядок—беспорядок. Такая классификация определяется координатной зависимостью потенциальной энергии атома и т) для переходов типа смещения реализуется одноямный потенциал (рис. 64 а), а для переходов порядок—беспорядок — двуямный (рис. 646). Соответственно, в первом случае переход сводится к смещению минимума зависимости 7(г), а во втором атомы перераспределяются между минимумами, отвечающими различным координатам К,, Кз. [c.224]

Машино-, приборостроение и многие другие отрасли народного хозяйства используют материалы, прошедшие деформационное, термическое или xимикo-tepмичe кoe упрочнение. Часто традиционные способы упрочняющих технологий оказываются недостаточно эффективными при решении задач новой техники. Это привело к тому, что в последнее время появились способы и режимы, в основе которых лежат приемы, позволяющие интенсифицировать многие физико-химические процессы за счет использования природы материалов и особенностей протекающих в них структурных превращений. К ним можно отнести лазерную и плазменную обработку, применение которых позволяет достичь сверхвысоких скоростей нагрева и охлаждения, что, в свою очередь, приводит к уникальным структурным изменениям, динамическому старению (старению под напряжением) и т. д. На основании теоретических и лабораторных исследований уже сейчас разработаны некоторые технологии, использующие эти эффекты. К таким технологиям может быть отнесена термоциклическая обработка (ТЦО), первые исследования которой. были начаты еще в середине 60-х годов. ТЦО состоит из периодически повторяющихся нагревов и охлаждений по режимам, учитывающим внутреннее строение материала, а именно разницу в теплофизических характеристиках фаз, объемный эффект фазовых превращений и др. Такой подход делает возможным за довольно короткое время, включив в Работу практически все резервы, сформировать оптимальную структуру. 1 При этом могут быть существенно расширены возможности в части полу-) чения материалов с заданными свойствами и совершенствование на этой юснове машин, конструкций, отдельных узлов и деталей. Все это ставит ТЦО в разряд перспективных направлений в металлообработке. [c.3]

Напряжения, связанные с получением тех или иных структур (обычно при ( азоЕых превращениях), называют структурными или фазовыми. В сталях особенно легко могут возникнуть структурные напряжения при образовании мартенсита, обладающего, как известно, наибольшим удельным объемом из всех прочих состояний. [c.234]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...