Сегрегация примесей

В процессе роста зерна мигрирующие границы захватывают примесные атомы, увеличивая их концентрацию на периферии зерен (сегрегация примесей). Степень сегрегации зависит от граничной концентрации, температуры, физической природы примеси и других факторов. В случае, если концентрация примесей на границе зерна превышает пределы растворимости, возможно образование в пограничной зоне легкоплавких эвтектических фаз или даже химических соединений. [c.463]

При травлении границы зерен проявляются в виде четкой тонкой линии шириной около 10 мкм, т. е. на два порядка меньшей, чем ширина зон срастания (рис. 13.11). Эффект травления границ связан со скоплением примесей в результате процесса их сегрегации в приграничных зонах с искаженной решеткой. В случае малого количества примесей в металле или быстрого охлаждения, когда диффузионный процесс сегрегации не успевает произойти, эффект травления ослабевает или исчезает полностью. На свободной, чистой от оксидов поверхности границы зерен выявляются в виде канавок термического травления. Канавки образуются в результате местной пластической деформации, вызванной уравновешиванием сил граничного и поверхностного натяжения. Термическое травление не связано с сегрегацией примесей, поэтому оно выявляет границы в низколегированных сплавах и чистых металлах, а также в случае больших скоростей охлаждения после затвердевания литого металла. [c.503]

При многослойной сварке легированных и мартенситно-ста-реющих сталей в метастабильном состоянии будут находиться закаленные ранее сваренные слои шва и их ОШЗ. Последующий нагрев при наложении очередных слоев до температур неполной перекристаллизации и до может быть весьма длительным. В этих условиях возможно достаточно полное развитие процессов отпуска, перестаривания и др. В некоторых легированных сталях при температурах 570...770 К развивается отпускная хрупкость, связанная с сегрегацией примесей, в частности фосфора, на границах аустенитных зерен. В мартенситно-старею-щих сталях с углеродом до 0,08% в диапазоне температур [c.517]

При охлаждении в области высоких температур в шве и в ЗТВ, находящихся в аустенитном состоянии, продолжают развиваться ряд процессов, начавшихся на этапе нагрева гомогенизация, рост зерна и др. Некоторые процессы изменяют свое направление. Так, по мере охлаждения усиливается сегрегация примесей на границах зерен, а у мартенситно-стареющих сталей при условии медленного охлаждения возможно выпадение карбо-нитридов и карбидов хрома при температурах ниже 1320... 1220 К. Основной процесс в сталях при охлаждении, окончательно определяющий микроструктуру и свойства металла сварных соединений,— превращение аустенита. [c.518]

Сегрегация примесей при кристаллизации может быть причиной образования смежных слоев состава с несколько различающимися межатомными расстояниями. Это различие вызывает появление упругих напряжений. При определенной разнице в межатомных расстояниях соседних слоев энергетически выгодным может стать их сопряжение путем возникновения дислокаций на границе между соседними слоями. [c.104]

Барьерный механизм эстафетной передачи деформации от зерна к зерну дополнительно затрудняется в о. ц. к. металлах вследствие того, что они склонны к сильной сегрегации примесей (углерод, азот, кислород) по границам зерен. Твердость существенно выше вблизи границ зерен. Так, в меди и алюминии, которые не склонны к столь существенной сегрегации, как о. ц. к. металлы, такого изменения твердости не наблюдается. Наличием барьерного эффекта можно объяснить появление резкого порога текучести, характерного для о. ц. к. поликристаллов. [c.230]

Металлы с о. ц. к. решеткой в отличие от металлов с г. ц. к и гексагональной решетками обнаруживают сильную температурную зависимость предела текучести ниже 0,2 Тая- Заметное влияние на предел текучести при температурах выше 7"= (0,30,4) Гил оказывает также скорость деформации. У поликристаллического металла с о. ц. к. решеткой предел текучести обычно выражен более четко, чем у монокристалла, так как граница зерна препятствует движению дислокаций, а сегрегация примесей на границе зерна усиливает барьерный эффект. [c.233]

В формулах (142), (145), (147) и (148) величина оо или То учитывает сопротивление движению дислокаций в теле зерна. Величина этого напряжения зависит от сил Пайерлса—Набарро и наличия препятствий для продвижения дислокаций в плоскости скольжения (леса дислокаций, чужеродных атомов, частиц дисперсной фазы и других дефектов). Указанные факторы как бы моделируют силы трения, преодолеваемые дислокацией при движении ее в пределах зерна, поэтому эти напряжения названы напряжениями трения . Параметр (То (или то) можно представить в виде суммы составляющих, величина ky характеризует трудность передачи скольжения, т. е. эстафетной передачи деформации от зерна к зерну, и, таким образом, зависит от состояния границы. В частности, повышение степени закрепления дислокационных источников в области границы при сегрегации примесей внедрения в о. ц. к. поликристаллах сопровождается ростом Xd и, следовательно, k . Поэтому Xd и ky для о. ц. к. металлов достаточно велико (см. табл. 11), хотя величина т имеет вследствие особенностей скольжения в о. ц. к. решетке более низкое значение, чем для г. ц. к. металлов. Большое значение ky определяет сильную зависимость (Гт от величины зерна. [c.242]

Характер разрушения в том и другом случае одинаков механизм влияний — различный. Сегрегация примесей — процесс диффузионный, поэтому факторы, облегчающие диффузию, способствуют красноломкости. В силу этого одной из причин рекристаллизационной хрупкости могут, видимо, служить вакансии, образующиеся на стадии первичной рекристаллизации (см. гл. VII). [c.514]

Серебро чистотой 99,99 % после, горячего выдавливания обладает очень хорошей пластичностью (рис. 16) [1]. Литое серебро такой чистоты имеет пониженную пластичность при 600—650 °С, что следует отнести за счет сегрегации примесей по границам зерен. [c.44]

Выравнивание твердости границ ц тела зерен при закалке объясняется уходом примесей от границ в тело зерен. Выдержка при 20 °С закаленных образцов снова приводит к межзеренной сегрегации примесей даже при этой температуре, позволяющей протекать процессам перемещения примесей, приводящим к существенному изменению свойств металла. [c.62]

Выдержка закаленного хрома при 20 "С снова вызывает постепенное повышение микротвердости границ зерен вследствие сегрегации примесей. Так, после закалки с 420°С микротвердость границ зерен равна 3140 МПа, а после 8—16 ч выдержки 3770 МПа микротвердость тела зерен остается постоянной. [c.115]

Микротвердость границ зерен отожженного при 1000 °С технического никеля марки Н1 больше, чем микротвердость самих зерен. После закалки с 400—600°С разница в твердости сохраняется, однако после закалки с 700—1000 °С она исчезает в связи с устранением сегрегации примесей по границам зерен [1]. [c.158]

Растворимость примесей при понижении температуры уменьшается, поэтому для устранения хладноломкости требуется высокая очистка. Закалка, переводя примеси в твердый раствор, улучшает пластичность, последующая выдержка при более высокой температуре приводит к меж-кристаллитной сегрегации примесей в тугоплавких металлах даже при 20 С. [c.200]

Хрупкое межзеренное разрушение ОЦК-металлов связывается обычно с сегрегациями примесей или пленочными выделениями, ослабляющими межзеренное сцепление и понижающими поверхностную-энергию границ. [c.201]

С геометрической точки зрения поверхность раздела бесконечно тонка. Однако с физико-химической точки зрения она имеет конечную толщину и представляет некоторую область, в которой происходят сложные процессы адсорбции, сегрегации примесей, растворения и роста новых фаз. В связи с этим, определяя поверхность раздела в металлических композиционных материалах, следует иметь в виду, что она представляет собой зону конечной толщины с существенно измененным химическим составом. В этой области формируется связь между матрицей и упрочняющими волокнами, которая необходима для передачи напряжений между составляющими композиционного материала. Из этого определения непосредственно следует, что связь между составляющими композиционного материала необходима для передачи напряжений через поверхность раздела, поэтому состояние последней во многом определяет механические свойства композиций. [c.58]

Сегрегация примесей и выделение второй фазы на границах раздела и в объеме пленок. [c.454]

Соляная кислота (конц.) 50 мл Вода 50 Применяется горячим или кипящим. Продолжительность травления 10—15 мин. Выявление сегрегации примесей, пористости, трещин, глубины зоны и мягких пятен, образующихся при закалке [c.140]

Причинами стабилизации зерен при собирательной рекристаллизации могут быть 1) дисперсные частицы или сегрегации примесей на границах 2) текстурное торможение 3) эффект толщины . [c.125]

В отличие от углеродистой стали, глубокая деформация тех-ническогб никеля на холоду не вызывает значительного повышения скорости его коррозии в кислотах [4], следовательно, в данном случае на сегрегациях примесей не возникают катодные участки с низким водородным перенапряжением. [c.132]

Сегрегация примесей на границах (рис. 97, s) различна для мало- и большеугловых границ, свидетельствуя о различии в структурах этих границ. Повышенная сегрегация для большеугловых границ связана с обра- [c.167]

Металлы, имеющие о. ц, к. решетку, группы VIA (вольфрам, молибден и хром) более подвержены хрупкому разрушению, чем металлы группы VA, и имеют более высокие температуры перехода, например для вольфрама 200—400° С. Однако еслп указанные металлы имеют меньшую степень чистоты, то происходит хрупкое разрушение по границам зерен (межзеренное разрушение). По мере увеличения степени чистоты, достигаемой зонной очисткой, вид разрушения изменяется. При этом разрушение становится внутризеренным и происходит для вольфрама и молибдена по плоскостям 001 и определяется в первую очередь величиной поверхностной энергии, которая согласно модифицированному выражению Гриффитса (160) и (161) может составлять значительную часть полной энергии. Однако при большем содержании примесей поверхности скола совпадают с границами зерен, так как сегрегация примесей понижает поверхностную энергию, т. е. = 2епр— з, г. Поверхностная энергия 2е р, требуемая для разрушения, уменьшается па величину энергии границ зерен з. г. Кроме того, значение впр уменьшается благодаря присутствию примесей, так как (епр)граииц< (enp) ooi . В результате разрушение становится межзеренным. Примером такого перехода от внутризеренного к межзеренному хрупкому разрушению (вследствие появления сегрегаций примесей по границам зерен) является охрупчивание железа при малых концентрациях фосфора и кислорода. [c.430]

Выделения легкоплавкой фазы по границам зерен появляются при концентрации примеси, превышающей растворимость ее в твердом металле при малой растворимости красноломкость наступает вследствие наличия очень малых концентраций примесей. Установлено, что локальное содержание примеси по границам зерен может на порядки величин превышать общее ее содержание в металле. Сегрегация примесей особенно заметна при наличии неметалличес ях при.месей внедрения. Этому важному вопросу вполне обоснованно уделяется большое внимание [1], поскольку отрицательное влияние примесей сказывается даже при содержании их в количествах, меньших 0,001 %, т. е. в металлах высокой чистоты. Даже 0,0004 % В1 понижают пластичность меди, а при общем его содержании 0,0025 % на границах кристаллитов меди находится 17 % В1. Научные исследования, проведенные на недостаточно чистых металлах, не только бесполезны, но даже вредны, так как могут привести к неверным выводам. Малорастворимые примеси (висмут, сера) особенно опасны. Растворимость фосфора в меди на несколько попяд-ков выше, чем упомянутых выше элементов, а его содержание ограни- [c.26]

Пластичность иридия существенно повышается, если перед испы-нием его покрыть слоем платины толщиной 0,1 мм. Тогда относительное сужение его равно 70 % при 700 °С, 75 % при 1000 °С и 88 % при 1500°С. Ранее считали, что хрупок не только поликристаллнческий иридий, но и монбкристаллический. Однако это не так хрупкость иридия обусловлена сегрегацией примесей по границам зерен, вероятно кислорода. [c.167]

Микротвердость границ зерен при всех способах плавки плавно снижается с повышением температуры закалки, приближаясь к микротвердости тела зерен. Наименьшая температура закалки, при которой значения микротвердости становятся равными, примерно совпадает с температурой перехода к пластичности. Следовательно, хрупкость поликристаллов металлических соединений связана с сегрегацией примесей по границам зерен. Выдержка при 20 °С закаленного при 700 °С образца соединения Сцз5 снова приводит к повышению микротвердости границ зерен. [c.189]

Барьерное упрочнение для чистых ГЦК-металлов невелико, так как среди большого числа систем скольжения, близких друг к другу в связи с особенностями симметрии этих кристаллов, в соседнем зерне всегда найдется благоприятная для скольжения ориентировка [14, 252]. В ОЦК-металлах механизм эстафетной передачи деформации через границы зерен дополнительно затрудняется из-за повышенной склонности этих металлов к сегрегации примесей внедрения [9]. Барьерное упрочнение, как отмечается в [14], более эффективно для металлов с гексагональной решеткой, деформируемых при комнатной температуре. В этих условиях есть только одна плоскость легкого скольжения, и лишь немногие зерна ориентированы благоприятно по отношению к приложенному напряжению. Поэтому монокристаллы с ГПУ-решеткой, ориентированные для базисного скольжения, медленно наклепываются вплоть до значительных деформаций, а поликристалли-ческие образцы упрочняются значительно быстрее. [c.114]

При использовании пассивирующих ингибиторов необходимо учитывать две особенности присущего им механизма защиты. Первая из них заключается в том, что защитная пленка ( фильм — по Кис-тяковскому) очень часто не бывает сплошной. Причины нарушения сплошности не вполне ясны. Считается, что они связаны с наличием на поверхности металла различного рода неоднородностей, в первую очередь, неметаллических включений [89 137], а также структурных и структурно-химических дефектов, резко выраженных границ зерен с повышенной сегрегацией примесей и т. д. В местах нарушения сплошности — в просветах или в порах металл оказывается обнаженным и, контактируя со средой, корродирует.В присутствии ингибитора общая коррозия переходит в местную, сосредоточенную на отдельных, относительно небольших участках. Это явление наблюдается либо при недостатке ингибитора, либо в результате пробоя пленки в присутствии активных анионов, чаще всего хлоридов. В последнем случае говорят о достижении потенциала перепассива-ции или потенциала питтингообразования. Условием такой локали- [c.53]

Ai(x) то возникнет плоскодонная ямка травления, которая после перемещения ступени исчезнет. Наоборот, при образуется тонкий туннель вдоль дислокации. Нормальная скорость пропорциональна частоте появления двумерных зародышей [18], а тангенциальная характеризует скорость их расширения при перемещении ступеней. Отношение Rb a можно регулировать введением ингибирующих и стимулирующих примесей в раствор, избирательное действие которых аналогично действию полирующих электролитов. Примеси, находящиеся в мета л л еГ могут ок азыв ать дв оя кое действие с одной стороны, при сегрегации примесей на дислокациях уменьшается их химическая активность, так как релаксируют напряжения (поэтому старые дислокации травятся труднее), а с другой стороны, увеличивается растворение, так как вследствие изменения химического состава области выхода дислокации понижается коррозионная стойкость. [c.60]

В ряде работ, однако, отрицается прямое влияние запасенной энергии остаточной деформации углеродистой стали на ускорение анодного растворения авторы их [97, 100, 101] объясняют ускорение коррозии деформированной стали в децинормальйом растворе соляной кислоты сегрегацией катодных примесей на дислокациях. Вряд ли это справедливо, так как опыты проводились на образцах, подвергнутых после деформации длительной выдержке (старению). В этом случае возможно образование сегрегаций примесей в результате-деформационного старения, хотя для этого требуется значительное время, что и было отмечено [2, 69]. Однако даже в случае состаренных (предварительно деформированных) образцов стали 08кп скорость коррозии в растворе серной кислоты [53] оказалась меньше, чем несостареннцх. На поверхности этих образцов в процессе старения появляются линии скольжения, а это прямо свидетельствует о наличии скоплений дислокаций под поверхностным барьером и упрочненных областей, которые в процессе старения разряжаются, что снижает механохимическую активность металла. Таким образом, попытка [100, 97] объяснить ускоренное растворение деформированного металла только сегрегацией примесей на дислокациях, основываясь на отсутствии влияния деформации на коррозию в случае чистого металла после старения, несостоятельна в чистых металлах старение приводит к рассасыванию дислокационных скоплений и элиминированию механохимической активности. [c.116]

В первом приближении развитие процессов деформационного старения состоит в увеличении числа точек закрепления дислокационной линии прит месными атомами и увеличении количества этих атомов в районе точек закрепления. В образцах, растянутых на 5 и 1 % со скоростью 1000 мм/ч, деформационное старение протекает наиболее интенсивно и его механизм заключается, очевидно, только в сегрегации примесей, т. е. старение протекает в одну стадию. Деформирование же стали с меньшими скоростями (0,14 и 140 мм/ч) вносит меньшее количество свежих дислокаций, тем самым создавая условия для протекания второй стадии старения —образования тонкодисперсных выделений второй фазы в местах скопления примесных атомов. Рассматриваемая система при этом будет обладать более высокой свободной энергией, чем при выделении на дислокациях. Следовательно, старение при 650° С должно приводить к растворению матричных выделений и дополнительной сегрегации их на дислокациях. [c.210]

Кэнфильд) Азотно-никелевая соль 5 г Хлорная медь 1,5 г Хлорное железо 6 г Вода 12 мл Метанол (при медленном действии реактива) 150 мл Травить, погружая образец в раствор. Продолжительность травления от 90 сек. до нескольких минут Выявление сегрегации примесей, особенно фосфора. Чистый металл получает наслоение. Цвет отложения—от пурпурно-красного до бледнокоричневого. Участки, богатые фосфором, остаются яркими [c.141]

Дикенсон) 1. Азотная кислота (конц.) 10 мл Этиловый спирт90 ил 2. Хлорное железо 40 г Хлорная медь 3 г Соляная кислота (конц.) 40 мл Вода 500 я Травить реактивом 1, затем вторично реактивом 2 Выявление сегрегации примесей [c.141]

Гзмфри) Медно-хлористый аммонии 120 г Соляная кислота (конц.) 50 мл Вода 1000 мл Реактив можно применять без.соляной кислоты, в этом случае осаждающийся слой не пристаёт к поверхности Выявление сегрегации примесей [c.141]

Гейн) Двойная соль хлорной меди и аммония 10 г Вода 100 мл Травить в течение 1 мин. Осевшую на поверхности макрошлифа медь осторожно счищать ватой Выявление сегрегации примесей. Места, богатые фосфором, серой, углеродом и другими примесями, окрашиваются в тёмный цвет [c.141]

Кроме того, молибденовый эмиттер ядерного ТЭП должен иметь также высокую чистоту, так как примеси во многих случаях являются причиной снижения выходных параметров ТЭП при длительных испытаниях. Такая деградация эмиссионных свойств может вызываться миграцией примесей на поверхность с изменением работы выхода, а также сегрегацией примесей на границах зерен с появлением микротрещин, которые нарушают герметизацию или увеличивают тепловое и электрическое сопротивление. Молибден наиболее пригоден также для анодов коллекторов ядерных ТЭП [150]. При этом все горячие детали ТЭП из молибдена должны тщательно дегазироваться, так как растворенные газы могут не только изменять работу выхода электронов, но также участвовать в транспортных реакциях, с помощью которых происходит перенос материала эмиттера на анод, что и является причиной постепенной деградации и закорачивания преобразовательного диода. Более подробнЬ все эти требования к применению молибдена в ТЭП будут рассмотрены в следующей главе. [c.17]

Падение пластичности молибдена после рекристал-лизационного отжига некоторые авторы [28, 206] связывают с сегрегацией примесей внедрения на границах зерен. Чем больше зерно, тем меньше межзерен-ная поверхность и больше удельная концентрация примесей внедрения на этой поверхности. Вследствие этого ослабляется связь между зернами, и металл начинает хрупко разрушаться межкристаллитным образом. [c.48]

Метод зонного рафинирования, разработанный первоначально для очистки веществ, помещенных в лодочку, с соответствующими изменениями, позволяющими избежать загрязнения материалом тигли, оказался эффективным для очистки компактного ниобия. Зона расплавленного металла, создаваемая индукционпы.ч или электронно-лучевым нагревом, перемещается вдоль вертикально закрепленного пиобиевого стержня (метод плавающей зоны ), благодаря чему на одном конце происходит сегрегация примесей, более растворимых в жидком металле. При бестигельной зонной плавке небольшого прутка (например, диаметром 10 мм) с применением одного из вышеупомииутых методов нагрева обычно сохраняется первоначальная форма образца, что указывает на действие сил поверхностного натяжения. Если же проводится бестигельная зонная плавка с поднимающейся зоной при индукционном нагреве, диаметр образца может быть намного больше, например 25 мм или более. В том случае, когда нагрев внезапно прекращается, расплавленный металл немедленно вытекает. Это служит доказательством, что гидростатическое давление расплавленного металла сдерживается поднимающим усилием, благодаря чему таким путем можно рафинировать образцы большего диаметра. [c.439]

Многообразные ситуации с фазовыми переходами имеют место также в случае диоксида циркония, для которого в обычном крупнокристаллическом состоянии известны три модификации моноклинная (Г< 1440 К), тетрагональная Т = 1440 — 2640 К) и кубическая (Т>2640 К). В наночастицах в зависимости от их размера и других факторов при комнатной температуре могут наблюдаться различные фазы, причем важную роль в эволюции фазооб-разования играет упругая энергия. Релаксационные процессы могут осушествляться за счет спинодального распада, сегрегации примесей, мартенситных превращений и др. В наночастицах Тг02 зафиксировано одновременное наличие моноклинной и тетрагональной модификаций [24] такие частицы получили название кентавров. [c.58]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...