Бездиффузиониые и диффузионные фазовые превращения

Стабильная фазовая диаграмма сплавов, богатых железом, практически не дает представлений о реальных превращениях в этой системе, в связи с вялостью процессов Диффузионного распада. В железомарганцевых сплавах при температурах ниже 500 °С у-фаза довольно легко переохлаждается и наряду с равновесным распадом в зависимости от состава, превращается без изменения концентрации (бездиффузионно) в фазы а и е, являющиеся твердыми растворами марганца в железе. Эти метастабильные фазы представляют наибольший практический интерес, так как именно они определяют свойства реальных сталей и сплавов. Фазовым превращениям мартенситного типа, а также атомным перестройкам (упорядочению) уделяют основное внимание при изучении железомарганцевых сплавов. [c.25]

В металлах и сплавах в твердом состоянии фазовые превращения вызываются полиморфными превращениями, растворением или выделением фаз из твердых растворов в связи с изменением взаимной растворимости компонентов. Движущей силой превращений служит разность свободных энергий (термодинамических потенциалов в случае, если при превращении возникают высокие внутренние давления) исходной и образующихся фаз. При этом могут происходить два отличающихся своим механизмом типа превращений диффузионное и бездиффузионное (мар-тенситное). [c.492]

Диффузия является одним из наиболее универсальных процессов, Это элементарный процесс поскольку он непосредственно характеризует перемещение атомов. В то же время диффузия лежит в основе многих превращений, протекающих при термической обработке металлов. Хотя в металлах часто протекают и бездиффузионные фазовые превращения, например мартенсит-ное, однако даже в этом случае образование материнской фазы, из которой возникает мартенсит,— процесс, контролируемый диффузией. Создание метаста бильных состояний металлических сплавов и, что так важно для практики, сохранение их в течение длительного времени связано с диффузионными процессами. Кинетика изменений многих свойств контролируется процессом диффузии. В дислокационных процессах, не обусловленных переносом вещества, имеют значение и такие, которые определяются элементарным актом диффузии (например, переползание). Повышение температуры приводит к увеличению энергии колебаний атомов и соответственно скоростей диффузионного перемещения их. Поэтому диффузия является одним из определяющих процессов для материалов, применяемых при повышенных температурах. [c.86]

Возможность бездиффузионного а 7-превращения признается многими исследователями при быстром нагреве (несколько сотен градусов в секунду). Как принято считать, при таких условиях удается подавить развитие диффузионных процессов, в связи с чем становится возможным осуществление а -> 7-превращения непосредственной перестройкой решетки железа без участия карбидной фазы, в результате чего формируется малоуглеродистый аустенит. Однако в большинстве работ делается заключение, >гго и в этом случае состав образовавшегося аустенита сразу соответствует диаграмме состояния за счет смещения вверх интервала фазового перехода. Таким образом объединяются представления о бездиффузионном характере а -> 7-превращения с требованием обязательного формирования стабильного по составу аустенита, что якобы диктуется термодинамическими соображениями. [c.9]

С увеличением содержания марганца до 5% при 0,35% С фазовые превращения в железомарганцевых а-сплавах усложняются (см. рис. 5, а, б). Близость температур начала диффузионного (Лс1) и бездиффузионного превращений затрудняет интерпретацию структурных составляющих и последовательность фазовых переходов. [c.24]

На данном этапе отчетливо видна некоторая условность-классификации фазовых превращений в твердом состоянии. С одной стороны, разделение на гомогенные и гетерогенные превращения или на диффузионные и бездиффузионные обосновано, так как вскрывает природу неустойчивости системы-по отношению к малым флуктуациям либо содержит. сведения [c.205]

Различают два типа фазовых превращений, протекающих в сплавах в твердом состоянии превращения, сопровождающиеся появлением фаз с измененным химическим составом (диффузионные превращения), и превращения, протекающие без изменения химического состава фаз (бездиффузионные превращения). К диффузионным превращениям в сплавах могут быть отнесены распад твердых растворов с выделением новых фаз при охлаждении и обратный процесс растворения их в твердом растворе при нагревании упорядочение (и разупорядочение) твердого раствора. [c.52]

Для изучения а - 7-превращения многие исследователи применяли термический, дилатометрический, магнитометрический методы. Эти методы эффективны при исследовании кинетики фазового перехода, однако они не могут ответить на вопрос о том, каким же образом происходит образование аустенита. Так, обнаруженное дилатометрическим и термическим анализом повышение критических точек при возрастании скорости нагрева используется для доказательства справедливости как диффузионного, гак и бездиффузионного механизма образования аустенита. Сторонники первого направления объясняют повышение температуры а 7-превращения тем, что при быстрых нагревах а-фаза не успевает насытиться углеродом до эвтектоидной концентрации, поэтому [c.8]

Как самодиффузия, так и гетеродиффузия имеют большое значение для большинства процессов изменения состояния металлов, влияющих на свойства. Фазовые и структурные превращения при нагреве и охлаждении, получение того или иного структурного состояния металла и, соответственно, его свойства связаны с протеканием диффузионных процессов. Даже образование мартенсита при закалке, считающееся бездиффузионным превращением, зависит от однородности твердого раствора перед закалкой, которая определяется диффузией растворенных элементов. [c.57]

В приведенной классификации бездиффузионный (сдвиговый) и диффузионный (атом за атомом) характер перемещения границы фаз отовде-ствляется с возможностью перераспределения компонентов в сплаве. Подразумевается, что при сдвиговом превращении диффузия полностью подавлена, и состав старой и вновь образующейся фаз должен быть одинаков. При превращениях же второго типа развитие диффузионных процессов приводит к перераспределению компонентов между фазами, и, таким образом, фазовое превращение сопровождается изменением состава. [c.22]

Эти особенности мартенситного преврашения указывают на то, что оно не связано с диффузионными процессами. Бездиффузионный механизм роста частиц мартенсита заключается в совместном (кооперативном) пе-ремешенни атомов на расстояния, меньшие межатомных, в результате чего и возникает новая кристаллическая решетка. Оказалось, что подобные превращения присущи не только углеродистым сталям, но и другим сплавам железо — никель, медь — алюминий, титановым сплавам и даже чистым металлам — кобальту, литию. Мартенситное превращение возможно в тех случаях, когда более высокотемпературная модификация не имеет возможности превратиться в нпзкоте у1пературную путем обычного диффузионного процесса. Препятствием для этого может явиться значительное снижение температуры и введение чужеродных атомов, т. е. легирование металла. Например, в чистом железе мартенсит не удается получить, но в углеродистых сталях (сплавах железа с углеродом) он появляется при достаточно быстром охлаждении. Повышение прочности металла вследствие мартенситного превращения объясняется образованием пересыщенного раствора (если речь идет о сплаве), возникновением двойников и возрастанием плотности дислокаций из-за упруго-пластической деформации, вызываемой фазовым превращением, выделением из раствора мельчайших частиц карбидов (в случае сплавов с углеродом). [c.103]

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]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...