Анализ твердых растворов

Анализ твердых растворов [c.127]

С учетом беспорядочного распределения избыточных фаз и сравнительно небольших расстояний между ними была разработана методика анализа твердого раствора. В каждом исследуемом образце определяли концентрацию химических элементов в 100 точках, расположенных на одной прямой линии на расстоянии 30 мкм друг от друга. Полученные таким образом значения концентраций являлись случайными. Часть из них соответствовала концентрации элемента в твердом растворе, другая — концентрации в избыточной фазе, а третья — концентрации в твердом растворе с частичным захватом фазы. Для большей достоверности информации о месте падения луча последнее обстоятельство контролировали с помощью оптического микроскопа. В целях определения истинной концентрации элемента в твердом растворе из совокупности полученных значений выбирали те, которые не превышали предела его растворимости в алюминии. При этом учитывали, что предел растворимости в алюминии кремния равен 1,65%, магния—17,4 %, цинка — 70% [134]. [c.33]

Химический анализ твердого раствора показывает несколько элементов, а металлографический и рентгеноструктурный — однородные зерна и один тип решетки, как у чистого металла. [c.107]

Химический или спектральный анализ показывает в твердых растворах наличие двух элементов или более, тогда ка по данным металлографического анализа такой сплав, как и чистый металл, имеет однородные зерна (рис. 80). Рентгеновский анализ обнаруживает в твердом растворе, как и у чистого металла, только один тип решетки. [c.100]

Образование твердых растворов при нагреве Сыло установлено Р. Аусте-ном (Англия) н доказано с помощью прямого металлографического анализа Ле-Шателье (Франция), А. А. Байковым и Н. Т. Гудцовым (Россия). [c.160]

Сложное взаимодействие между элементами в системе Ре —О —С отображается диаграммой в координатах СО—Т (рис. 9.26), на которую в отличие от рис. 9.23 нанесены кривые карбидообразования и показаны области совместного существования жидкого раствора углерода и кислорода L (сварочная ванна), а также области твердых растворов карбидов железа в б-, Y- и а-железе. Можно представить совместно три отдельные диаграммы системы Ре — О, системы Ре — О — Си системы Ре — С, которая, как известно, служит основой для изучения фазовых состояний железоуглеродистых сплавов в процессах термической обработки и при анализе результатов воздействия сварочного цикла на стали. Такая совместная диаграмма приведена на рис. 9.27. [c.340]

Для установления влияния фуллеренов на кристаллизацию сплавов был проведен анализ количества фуллеренов (Ыф) в сплаве (в расчете на 1 г твердого раствора) с использованием характеристических частот ИК - спектра. Данные расчета для изученных сплавов представлены в таблице 3.20. [c.222]

При анализе фазового равновесия твердое тело — жидкость необходимо выяснить, при какой температуре плавится твердый раствор или затвердевает жидкий, если их концентрации известны. Если твердую фазу обозначить (1), а жидкую— (2), то условия фазового равновесия твердое тело — жидкость в бинарной системе в общем случае запишутся так [c.206]

Полезная информация может быть получена и из данных об энергии активации рекристаллизации Qp, входящей в выражение (151). Однако при этом следует учитывать, что на величину Qp оказывает влияние большое число факторов, и определяемое из эксперимента значение Qp, как правило, является эффективной энергией активации совокупности элементарных процессов, протекающих в деформированном сплаве при его нагреве. Трактовка физического смысла величины Qp усложняется тем, что наряду с процессами разупрочнения (перераспределения дислокаций, их частичной аннигиляции и т. д.) в сплавах могут совершаться накладывающиеся на них процессы распада пересыщенных твердых растворов, коагуляции и обратного растворения дисперсных фаз и др. Все эти факторы будут влиять на поведение дислокаций и формирование центров рекристаллизации и соответственно влиять на значение Qp. Поэтому при анализе влияния легирования на эффективную энергию активации рекристаллизации следует учитывать характер процессов, которые могут протекать в том температурном интервале, в котором определялась величина Qp, и как они могли повлиять на условия рекристаллизации. [c.342]

Одно из основных достоинств модели Ли [54, 1031 заключается в новой интерпретации коэффициента/(у, который оказывается пропорциональным квадратному корню из плотности выступов на границе. Эта величина представляется, конечно, более предпочтительной для теоретического рассмотрения по сравнению с мало конкретным понятием прочности границы, определяющей Ку в теориях скоплений. Поскольку, как считает Ли 154, 103], выступ является абсорбированной дислокацией, то он сохраняет ее свойство взаимодействовать е растворенными атомами, понижая при этом свою энергию. Таким образом, открывается возможность анализа зависимости Ку от концентрации твердого раствора, режимов термической обработки и условий испытания. [c.52]

Высокая твердость поверхностного слоя при нагреве стали с покрытием вызвана борированием, что подтверждается результатами микроструктурного анализа. Глубина борированного слоя достигает 50 мкм. Величина микротвердости (850—950 кгс/мм ) и данные рентгенофазового анализа свидетельствуют, что основной фазой, определяющей повышенную твердость, является твердый раствор бора в железе. Образование борирован-ной зоны является результатом контакта покрытия со сталью и воздействия высоких температур вследствие диффузии бора из расплава в защищаемый металл. [c.169]

В работе [25] на основании результатов проведенных исследований для анализа воздействия покрытий на прочностные свойства основы предложено разбить их на две группы. В первую включены покрытия в виде слоев (пленок), нанесенных гальваническим способом, вакуумным или плазменным напылением, в этом случае между покрытием и основным металлом не образуются промежуточные слои. Вторую группу составляют диффузионные покрытия, состоящие из твердых растворов или соединений. [c.21]

Опыты с отбором и последующим радиометрическим анализом проб раствора проводятся в обычных электрохимических ячейках, не отличающихся от используемых при работе с нерадиоактивными электродами. Специфика радиометрического метода проявляется лишь в выборе способа крепления электрода, которое должно осуществляться по возможности быстро и без применения сложных операций типа впаивания в стекло. Твердый электрод чаще всего фиксируют в ячейке путем прижима или точечной приварки к нерадиоактивному токопроводу. [c.213]

И ОЛОВО, которые, видимо, не изменяют поведение титана, находясь в твердом растворе. Типичными представителями второй группы являются медь и германий, играющие роль разбавителей, т. е. в их присутствии эффективная концентрация титана уменьшается пропорционально количеству легирующего элемента а твердом растворе. Идеальный разбавитель должен уменьшать константу скорости реакции линейно от 5,2-10 см/с здо нуля при снижении до нуля концентрации титана в сплаве другими словами, удельная константа скорости реакции должна быть равна —0,052-10 (см/с /2)/ат.%. С увеличением в сплаве концентрации алюминия, молибдена или ванадия скорость реакции уменьшается значительно сильнее, чем для разбавителей. Эти элементы образуют третью группу. Из анализа данных табл. 3 следует, что ванадий эффективнее тормозит реакцию взаимодействия в разбавленных растворах, чем в концентрированных. На рис. 16 показано влияние различных типов легирующих элементов на константу скорости реакции при 1033 К. Экспериментальная кривая для сплавов титан — ванадий иллюстрирует влияние концентрации на константу скорости. Из этих результатов были рассчитаны удельные константы скорости реакции, отнесенные к весовым процентам. Они оказались равными для ванадия —0,32-10- , алюминия —0,14-10- , молибдена —0,17-Ю- (см/с 2)/вес.%. [c.113]

Глава начинается с обсуждения основных термодинамических свойств металлов и окислов, причем основное внимание уделено тем окислам, которые могут быть использованы в виде волокон и покрытий. Затем рассмотрено применение методов термодинамики твердых растворов для оценки стабильности композитов. В обзорном плане изложены обширные литературные данные о взаимодействии жидких металлов с окислами, полученные при изучении процессов изготовления керметов и пропитки усов расплавом. Цель этого обзора —обобщить имеющуюся информацию о смачивании окислов жидкими металлами и вывести основные закономерности. Далее проанализировано соотношение между смачиванием и формированием связи в композитах. Применительно к режимам изготовления и условиям службы композитов рассматриваются диффузионная сварка и твердофазные реакции, причем более подробно— кинетика реакций металл — окисел и характеристики поверхности раздела. Глава завершается анализом имеющихся литературных данных о механических свойствах, чувствительных к состоянию поверхностей раздела. Этот анализ ограничен несколькими металлическими системами, упрочненными окислами, которые изучены в настоящее время. [c.308]

Анализ эволюции микроструктуры в ходе реализации различного числа проходов по оптимальному маршруту в чистом А1 и сплавах на его основе, содержащих 1 и 3 вес. %Mg, проведен в работе [44]. Было показано, что легирование приводит к необходимости увеличения числа проходов при РКУ-прессовании для достижения однородной равноосной структуры. По мнению авторов [44] это связано с уменьшением подвижности дислокаций и соответственно понижением скоростей возврата в твердых растворах Mg в А1. [c.40]

Измерения электрической проводимости, выполненные параллельно с металлографическим анализом и измерениями твердости, позволили оценить состояние твердого раствора в сплаве. [c.54]

Данные о влиянии водорода на структуру сплава 0Т4-1 противоречивы. В одной пз ранних работ [378] было обнаружено, что структура сплава 0T4-I, содержащего 1,26% А1 0,94% Мп, после вакуумного отжига представлена вытянутыми пластинами а-фазы, по границам которых залегает вторая фаза, являющаяся, по данным рентгеноструктурного анализа, -твердым раствором. При исследовании под микроскопом она имеет светлую окраску и четко выраженные границы, хорошо выявляемые также и в темном поле. Прн введении водорода по границам между указанными фазами появляются темнотравящиеся гидридные выделения, количество которых возрастает по мере увеличения содержания водорода. [c.387]

Зависимость величины прямого (Г) и непрямого (X) энергетического зазора между валентной зоной и зоной проводимости была получена из катодолюминесцентных измерений [28]. Зависимость Eg от X показана на рис. 5.3.3 и в табл. 5.3.1. Состав определялся при помощи микрорентгеноспектрального анализа. Твердый раствор остается прямозонным цо х — 0,68 Eg = 2,05 эВ. [c.22]

На начальных стадиях распада в иересыщеииом твердом растворе образуются скопления атомов легирующего элемента (В) — кластеры. Когда размер кластеров в процессе старения увеличится настолько, что их можно обнаружить ири электронно-микроскопи-ческом и рентгеноструктурном анализе, они называются зонами Гинье —Престона (зоны ГП). [c.108]

Термодинамика полиморфного превращения. Термодинамический анализ основан на рассмотрении изменений свободной энергии в зависимости от температуры и состава (рис. 13.2). Полиморфное превращение в сплаве Со при охлаждении происходит в интервале температур гч—г. Свободная энергия фаз а и 7 (f и Fy соответственно) в системе твердых растворов А (В) зависит от состава и описывается кривой с минимумом. При понижении температуры Fa и Fy повышаются, а их минимумы смещаются по оси концентраций В При температурах Та и ниже fa и Fy пересекаются друг с другом. Общие касательные к кривым Fa и Fy определяют концентрацию фаз, при которых они будут находиться в равновесии (для а-фазы линия А В для 7-фазы линия А В"). Точки на касательных, соответствующие Со (k, I н п), определяют свободную энергию смеси равновесных фаз fa-i-v При температуре выше или равной TgFa Fy (точки р а q), поэтому полиморфное превращение с образованием смеси равновесных фаз может произойти Рис. 13.2. Изменение свободной ТОЛЬКО В результате ДИффуЗИОН-энергнн фаз в зависимости от тем- перераспределения в в ис- [c.492]

Другим видом твердых растворов являются твердые растворы внедрения. Они возникают в тех случаях, когда происходит -сплавление компонент с существенно разными атомными радиусами. Если эти радиусы не превышают радиусов пустот в высококоординационных структурах, для чего необходимо выполнение условия i B<0,417 A (атомы сорта А — растворитель, атомы сорта В — растворяемое вещество), то атомы В могут размещаться между атомами А без заметного изменения взаимного расположения последних. Анализ соотношения атомных радиусов различных элементов показывает, что металлы могут образовывать твердые растворы внедрения с неметаллами Н, В, С, N [35]. [c.173]

Рентгенографические методы анализа широко используются для изучения структуры, состава и свойств различных материалов. Широкому распространению рентгенофафического анализа способствовали его объективность, универсальность, быстрота многих его методов, точность и возможность решения разнообразных задач, часто недоступных другим методам исследований. Вследствие высокой проникающей способности рентгеновских лучей для осуществления анализа не требуется создание вакуума. С помощью рентгенографического анализа исследуют качественный и количественный состав материалов (рентгенофазовый анализ), тонкую структуру кристаллических веществ - форму, размер и тип элементарной ячейки, симметрию кристалла, координаты атомов в пространстве, степень совершенства кристаллов и наличие в них микронапряжений, наличие и величину остаточных макронапряжений в материале, размер мозаичных блоков, тип твердых растворов, текстуру веп ес1в, плотность, коэффициент термического расширения, толидину покрытий и т.д. [c.158]

Анализ зависимости поляризуемости цинковьгх покрытий от содержания в них железа показывает влияние структурных составляющих сплавов. В однофазной области твердого раствора процесс коррозионного разрушения контролируется скоростями анодной и катодной реакций, и скорость коррозии составляет 0,05 г/(м ч). Наибольшая коррозионная стойкость приходится на область диаграммы железо — цинк, содержащей 8-17 % цинка, что связано, по-видимому, с появлением Г-фазы, являющейся химическим соединением на базе твердого раствора, стехиометрический состав которого соответствует формуле FesZnio- Наличие химического соединения вызьшает увеличение перенапряжения катодного процесса более значительное, чем для чистого цинка. Скорость коррозии сплава при содержании 8,5 % цинка составляет 0,02 г/ (м ч), а при 17,3 % - 0,01 г/ (м ч). Дальнейшее увеличение [c.55]

Анализ микроструктуры образцов, закристаллизованных при давлении 3000 МН/м , показал, что эвтектическая точка значительно смещается в сторону кремния. Эвтектический при атмосферном давлении сплав с 12,1% (ат.) Si после кристаллизации под давлением 3000 МН/м содержит много первичных кристаллов а-твердого раствора, между зернами которого видны участки эвтектики. При давлении 4500 МН/м всплавес 12,1% (ат.) Si количество эвтектической составляющей уменьшилось по сравнению со структурой того же сплава закристаллизованного под давлением 3000 МН/м . При 3000 МН/м сплав с 30% (ат.) Si имеетзаэвтектическую, а при 4500 МН/м эвтектическую структуру. В отдельных местах образца были видны первичные дендриты. [c.18]

Рентгеноструктурным и элек троиографическим методами анализа установлено что Со—Р покрытия при содержании в них фосфора не более 6 (мае совые доли, %) имеют кристаллическое строение и представляют собой твердый раствор замещения фосфора в гексагональном а кобальте [c.57]

Формирование ячеистых дислокационных структур при деформации характерно, по-видимому, для всех металлов при определенных условиях испытания, среди которых основными являются температура и степень деформации, а также скорость деформации и схема напряженного состояния [9]. Хольт [276], используя математический аппарат, развитый для анализа спинодального распада пересыщенных твердых растворов, впервые показал, что движущей силой перестройки, вызывающей образование модулированной структуры, является уменьшение общей упругой энергии системы за счет взаимодействия дислокаций противоположного знака. Конечным результатом такой перестройки является формирование ячеистой структуры с размером ячейки [c.120]

В поверхностном слое лопатки I ступени после 900 час. работы произошли сильные изменения (рис. 3). Среднее количество алюминия в первой зоне алитированного слоя 15%. Во второй зоне видны крупные включения фаз, содержащих тугоплавкие элементы. Анализом в точке было установлено, что содержание хрома в отдельных включениях больще 70%. Возможно, что эти включения представляют собой твердый раствор на ос- [c.166]

Рентгеноструктурным анализом установлено, что диффузионный слой на чугуне состоит из тонкой смеси двух фаз — твердого раствора хрома в а-железе и карбидов хрома и железа (Сг, Ре)2зСв и (Сг, Ре)уСз, составляющих основную массу, а на углеродистой стали — из тонкой корки карбидов (Сг, Ре)2зСд и залегающего под ним твердого раствора хрома в а-железе. [c.82]

По данным рентгенофазового анализа, исходный сплав 70Ni — 20Сг—581—5В (мае. %) состоит из а-никелевого твердого раствора, кристаллов борида хрома СгВ и эвтектики на основе никелевого твердого раствора и борида никеля. При легировании сплава железом, кобальтом или углеродом дополнительно образуются бориды железа ГеВ и кобальта СоВ, карбид хрома СггзСд. [c.113]

Изучение фазового состава сплавов для покрытий систем Лл — Со—Сг—А1—У и N1—Сг—А1—У показало, что их структура состоит из следующих основных фаз у-твердого раствора на основе никеля, у -фазы на основе соединения N13X1, 3-фазы на основе соединения ]М1А1. Практически во всех исследованных сплавах, за исключением сплавов с пониженной концентрацией А1 и Сг ( 8 и 15 мас.% соответственно), обнаружены наряду с вышеперечисленными фазами выделения а-твердого раствора па основе Сг. В сплавах с максимальным содержанием Со и Сг (30 мас.%), по данным рентгеноструктурного анализа, появляется а-фаза на основе соединения СоСг. [c.175]

В исходном состоянии в покрытии наблюдаются две зоны (см. рисунок, а). По данным рентгеноструктурного анализа, нарун ная зона имеет структуру твердого раствора на основе кобальта н игольчатых выделений алюминпда кобальта — р-фазы, ориентированных нормально поверхности. Диффузионная зона также представляет собой двухфазную систему — интерметаллид (Ni, Со)А1, легированный хромом, и миогокомпопентный твердый раствор. [c.184]

Начальные стадии образования о -фаэы в сплавах с содержанием алюминия менее 6 % трудно выявляются методами рентгеноструктурного и эпектронографи- еского анализа. Поэтому тачное положение равновесных линий, разделяющих о -твердый раствор и область а-ьа,, до сих пор не установлено. Можно считать, что лоложение этих линий определяется лишь точностью принятого метода исследования. Судя по косвенным признакам (изменения прочностных характеристик, электросопротивления, электрохимических потенциалов ювенильных поверхностей сплавов с различным содержанием алюминия), образование а,-фазы или предвы-делений а, происходит практически при любом содержании алюминия, по крайней мере, начиная с 1 % (по массе). [c.11]

Формирование всех свойств титановых сплавов определяется главным образом фазовым составом и структурой. Например, молибден, ванадий, ниобий, тантал, называемые изоморфными 3-сга6илизаторами, с0-фаэой титана образуют непрерывный ряд твердых растворов и во всем интервале концентраций фазовый состав сплавов (в отожженном состоянии) может быть представлен лишь двумя фазами <а и (3). Подавляющее большинство других элементов (а- и (3-стабилизаторов) образуют с титаном интерметаллические соединения (как правило, бертоллидного типа). При этом даже в области твердых растворов всегда могут быть созданы условия, при которых возможно образование предвыделений этих соединений, трудно выявляемых методами структурного анализа, но оказывающих исключительно сильное влияние на физические, электрохимические и механические свойства сплавов. [c.12]

Согласно приведенной выше схеме, выпадение, гидридов в подповерхностном слое в вершине трещины возможно лишь в случае абсорбции водорода катодными <астками в вершине треи ины, восходящей диффузии водорода в область максимальных напряжений (находящуюся в объемном напряженном состоянии) и образования пересыщенной водородом а-фазы и гидридов. Если в структуре металла имеется достаточное количество ч )азы, не склонной к коррозионному растрескиванию ( 3-фаза, стабилизированная ванадием, молибденом, ниобием или танталом), эта фаза является ак-кумулятором водорода, абсорбируемого катодными участками. В этом случае резко снижается возможность образования пересыщенной водородом а-фазы и выделения гидридов. Влияние различного количества ]3-фазы в структуре сплавов на склонность к коррозионному растрескиванию можно проиллюстрировать на одном и том же сплаве. Для этого использовали сплав, содержавший 6 % AI и 3,0 % V. В результате длительного отжига при 800°С в течение 100 ч практически весь ванадий перешел в а-твердый раствор, содержание /3-фазы, по данным рентгеноструктурного анализа, составило менее 0,3 %. Этот же сплав был подвергнут отжигу при 880°С в течение 1 ч с последующим охлаждением на воздухе. В последнем случае структура состояла из а-фазы и пласГинчатых выделений /3-фазы. Количество оста- [c.71]

Таким образом, исследования показали, что изменение химического o taвa сплавов при кажущейся неизменности фазового состава и структуры может привести к образованию химически активных концентрационных неоднородностей внутри а- или /5-твердых растворов, не выявляемых традиционными методами анализа (ни рентгеноструктурным, ни электронномикроскопическим), оказывающих решающее влияние [c.123]

Помимо требований к механическим свойствам, первым шагом при выборе материала волокна является, согласно Линчу и Бёрту [27], оценка изменения свободной энергии при возможных реакциях между волокном и матрицей. На рис. 1 приведена температурная зависимость изменения свободной энергии AF для некоторых реакций между окисью алюминия и металлами. Металлы, которые легко восстанавливают окись алюминия до алюминия с образованием окисла металла, имеют отрицательное значение А/ для соответствующей реакции. В этом предварительном анализе, однако, не учитываются такие важные реакции, как образование тройных соединений и интерметаллидных фаз, простое растворение волокна в матрице (или наоборот), а также изменение IS.F при образовании твердого раствора в матрице. Термодинамические данные часто оказываются непригодными для расчета именно по этой причине. [c.309]

Очевидно, для количественного анализа этих систем необходимо знать термодинамические данные возможных тройных соединений, тройных твердых растворов и др., как было показано в гл. 3. В приведенных примерах химическая стабильность систем охарактеризована только в первом приближении. Ясно, что в системах компоненты которых взаимодействуют, следует оценивать кинетику реакций, поскольку практически полезные композиты могут быть химически нестабильны, но стабильны кинетически, как это уже обсуждалось в гл. 3. [c.313]

Сплавы тантала. Микроструктурное исследование сплавов тантала после гомогенизирующего отжига (см. табл. 7) показало, что все они являются однофазными твердыми растворами (кроме сплавов Та —Zr). Микроструктура сплава ТТи10 после отжига при различных температурах (рис. 9) свидетельствует об изменении микростроения, как и у нелегированного ванадия (см. рис. 4). Анализ микроструктуры позволяет сделать вывод, что температура рекристаллизации сплава ТТиЮ равна 1300° С. Аналогично была определена температура рекристаллизации всех остальных танталовых сплавов и построена зависимость температуры рекристаллизации тантала от содержания легирующих элементов (рис. 10). [c.20]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...