Системы с превращениями в твердом состоянии

Системы с превращениями в твердом состоянии [c.54]

Равновесие системы, состоящей из одной или нескольких фаз, соответствует минимуму свободной энергии. Мы будем использовать свободную энергию Гиббса О—Е—Т8- -РУ, но поскольку изменения объема, связанные с превращениями в твердом состоянии, обычно малы, то где А/ —свободная энергия Гельмгольца. Если число фаз, находящихся в равновесии, больше одной, то парциальные мо- [c.141]

В некоторых сплавах превращения в твердом состоянии (например, эвтектоидный распад) происходят так быстро, что не могут быть предотвращены самой резкой закалкой. Полученная в результате распада мелкая структура может сделать невозможным определение первых следов закаленной жидкости. Это относится, в частности, к области р -фазы некоторых медных и серебряных сплавов для них линия солидус может быть определена более точно методом кривых нагрева. Независимо от усложнений, возникающих при структурах распада, метод кривых нагрева по сравнению с методом микроанализа становится более рациональным, если исследуемые температуры превышают 1200° — наиболее высокую температуру, при которой образцы могут быть помещены в откаченные кварцевые ампулы. При более высоких температурах выбор метода работы для каждой данной системы сплавов определяется в основном летучестью и химической активностью составляющих компонентов. Было описано много конструкций для отжига образцов из малоактивных и нелетучих сплавов до 1600° при точно контролируемой температуре. Однако до сих пор метод запаивания образцов в ампулы не применяется, так как пока не известны трубочки, которые могли бы выдержать такую высокую температуру. Серьезные трудности часто возникают из-за летучести, это связано с возможным изменением состава образца и быстрым выходом трубок печи из строя. [c.194]

В системе Zr—Nb ниобий обладает неограниченной растворимостью в высокотемпературной ОЦК модификации циркония и ограниченной растворимостью (менее 5%) в низкотемпературной ГПУ модификации (рис. 8,16). Конфигурация части диаграммы состояния системы Zr—Nb, относящаяся к превращениям в твердом состоянии, аналогична диаграмме с эвтектическим превращением, рассмотренным в п. в), с той разницей, что роль жидкой фазы играет здесь твердый раствор р. Такое превращение называется эвтектоидным. [c.174]

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]

Все промышленные сплавы (2Zn+Mg 10%) при 440° С находятся в области а-твердого раствора. Фазы (т1, Т), присутствующие при 200° С (25° С) являются вторичными, т. е. выделяются из твердого раствора в процессе охлаждения и последующих выдержек. На рис. 74 представлен вертикальный разрез диаграммы состояния системы А1— п—Mg для суммы цинка и магния 8%, дающий представление о кристаллизации и фазовых превращениях в твердом состоянии [2]. Изменение растворимости цинка и магния в алюминии с температурой указывает на возможность упрочнения сплавов при термообработке г Основные упрочняющие 166 [c.166]

Диаграмма состояния. Работами ряда исследователей установлено, что золото и кадмий полностью смешиваются в жидком состоянии, а при затвердевании образуют ряд промежуточных фаз с большим числом превращений в твердом состоянии [1—22]. Диаграмма состояния системы Аи — d приведена на рис. 8. При построении этой диаграммы в области сплавов, богатых золотом, использованы результаты работы [18], выполненной методами термического, микроструктурного и рентгеновского анализов, причем последний проводили как при комнатной, так и при повышенных температурах. Для приготовления сплавов применялись исходные металлы чистотой более 99,99%. Отжиг сплавов для достижения равновесия производили в эвакуированных ампулах в течение 24 часов при 600 , трех месяцев при 240° и восьми месяцев при 150°. Превращения р фазы приведены на диаграмме по результатам работы [15], выполненной методами рентгеноструктурного анализа. Участок диаграммы в области богатых кадмием сплавов приведен по результатам работ [5—7], выполненных методами термического и микроструктурного анализов и с помощью измерения электросопротивления и электродвижущей силы. [c.22]

Этот участок диаграммы состояния системы In — Li был более подробно изучен в работах [3, 4] на сплавах, приготовленных с интервалом содержания лития не более чем 1 ат.% из исходных металлов чистотой 99,0 (Li) и 99,99% (In). Превращения в твердом состоянии изучали методами [c.339]

Во втором варианте диаграммы состояния системы In — Mg, приведенном на рис. 218, кривые ликвидус и солидус в области составов О—23 ат.% In приняты по данным [1], а в области 23—100 ат.% In — по данным [9]. По данным последнего исследования приняты также превращения в твердом состоянии сплавов с 85—100 ат.% In. Превращения в твердом состоянии выше 250° в области составов 36,8—52,5 ат.% In приняты на диаграмме по данным [6, 7], с которыми достаточно хорошо согласуются и результаты работ [9—10], показанные пунктиром. Превращения в сплавах с более низким содержанием индия, а также при температурах ниже 250° приняты по данным [1, 4]. [c.342]

Диаграмма состояния системы 1г — Р1, построенная по данным [3, 4, 7], приведена на рис. 410. Из этой диаграммы становятся понятными и результаты ранних сообщений о наличии превращения в твердом состоянии в сплаве с 20% 1г [9] о восприимчивости к термической обработке сплава, содержащего более 10% 1г [10, 11] о наличии превращений при температурах, возрастающих с повышением содержания иридия в сплавах от 700° при 5% 1г до 1000 при 50% 1г, обнаруженных измерениями электросопротивления и прочности сплавов, закаленных от различных температур 12 о наличии двухфазной структуры в природном сплаве иридия с платиной 12 [c.585]

Описанные выше методы рентгеноструктурного анализа применяются при решении следующих задач определение фазового состава сплавов,границ растворимости в системах с ограниченной растворимостью, измерение напряжений, определение линейных размеров кристаллитов, исследование текстур. С помощью рентгеноструктурного анализа могут быть зафиксированы все превращения в твердом состоянии, связанные с изменением кристаллической структуры. [c.60]

Превращения в твердом состоянии (вторичная кристаллизация). Линии GSE, PSK и PQ показывают, что в сплавах системы в твердом состоянии происходят изменения структуры. Превращения в твердом состоянии происходят вследствие перехода железа из одной модификации в другую, а также в связи с изменением растворимости углерода в железе. [c.74]

Диффузионные превращения. Диффузионные превращения происходят по механизму образование и рост новой фазы . Образование зародыша происходит с увеличением свободной энергии системы, равной /з поверхностной энергии зародыша (остальные две трети компенсируются уменьшением объемной свободной энергии). Возникновение зародышей обеспечивается за счет флуктуационного повышения энергии в отдельных группах атомов. При превращении в сплавах для образования зародыша необходимо также наличие флуктуации концентрации растворенного элем-ента. Это условие затрудняет образование зародышей новой фазы, особенно если ее состав сильно отличается от исходной. При превращении в твердом состоянии образование зародышей также тормозится упругой деформацией фаз. Последняя обусловлена различием удельных объемов исходной и образующихся фаз. Энергия упругой деформации увеличивает свободную энергию подобно поверхностной энергии. [c.106]

Интерпретация структур чугунов является сложной, так как в большинстве случаев затвердевание протекает в соответствии со стабильной диаграммой, а последующие превращения в твердом состоянии — в соответствии с метастабильной системой Кроме того, на структуру чугунов сильно влияет степень пере охлаждения, которую можно увеличить либо перегревом рас плава, либо добавлением титана, либо быстрым охлаждением [c.83]

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]

Ha основании работ [1, М] сдслано предположение об образовании непрерывных рядов твердых растворов между компонентами со структурами высоко- и низкотемпературных модификаций этих элементов, а также о существовании упорядоченной фазы со структурой типа aSm (б фаза) (символ Пирсона hR3, пр. гр. R3m). На рис. 201 схематически представлен возможный вариант диаграммы состояния системы Dy—Рг. Превращение в твердом состоянии, вероятно, осуществляется при температуре -735 °С, область гомогенности фазы со структурой aSm расположена приблизительно в интервале концентраций 40—70 % (ат.) Dy. Вследствие небольшого отличия в величине атомных радиусов Dy и Рг линии ликвидуса и солидуса, равно как и сольвуса, немного отклоняются от прямой. [c.389]

Диаграмма состояния Hf—Pu (рис. 481) построена во всем интервале концентраций в работе [1]. Система характеризуется образованием промежуточных фаз 0 и р и протеканием нескольких нонвари-превращений в твердом состоянии, связанных с полиморфиз-йом Hf и Pu. При кристаллизации из жидкой фазы сплавов, богатых pu, протекает перитектическое превращение при 765 °С. Фаза 0 образуется по перитектоидной реакции (бРи) + (o Hf) 0 при 340 °С. [c.897]

Наличие в системе Аи — Си превращений в твердом состоянии, приводящих к образованию из твердых растворов (в результате упорядочения) химических соединений ), было также впервые обнаружено исследованиями, выполненными Н. С. Курнаковым с сотрудниками [24]. Методами термического анализа, а также измерениями удельного электросопротивления и твердости сплавов в закаленном и отожженном состояниях в работе [24] было показано наличие превращений в сплавах в твердом состоянии а) в интервале 15— 32,5% Си (35—60 ат.% Си) с максимумом при составе Au u (24,37% u) и 367 и б) в интервале 37,5—52,5% Си (65—77,5 ат.% Си) с максимумом при составе АиСиз (49,15% Си) 371°. Оба эти соединения по данным той же работы образуют области твердых растворов. [c.81]

Многочисленные последующие исследования подтвердили правильность выводов, сделанных Н. С. Курнаковым с сотрудниками [24], установив наличие в системе Аи — Си превращений в твердом состоянии, обусловленных образованием из твердого раствора химических соединений Au u и АиСиз. В этих исследованиях было также установлено, что превращение твердый растворAu u состоит в упорядочении расположения атомов в решетке при одновременном переходе ГЦК решетки в тетрагональную гранецентрированную [4, 6—8, И, 14, 19—20, 22, 25—52, 157, 158], а превращение твердый раствор АиСиз состоит в упорядочении расположения атомов в ГЦК решетке [4, 6—8, 19, 20, 22, 23, 31-36, 41, 46—48, 50, 53—77, 157, 158]. [c.81]

Наряду с этим в работах [17—22] было высказано предположение о наличии в системе разрыва растворимости в твердом состоянии. Так, согласно [17] сплав состава AuaPd при 850° претерпевает превращение, обусловленное упорядочением. Исследования проводили методом электронной дифракции. В работе [18] такой вывод был сделан на основании данных [3] по изменению в зависимости от состава термоэлектродвижущей силы сплавов. По данным [19] кривые изменения с составом электросопротивления и температурного коэффициента электросопротивления сплавов, а по данным. [20] кри- [c.158]

Диаграмма состояния системы In—Ni, построенная по данным [1—5, 10, 12], приведена на рис. 246. При построении диаграммы кривые ликвидус и солидус в области составов О—20 и 70—100 ат.% In, а также температура и состав эвтектики в области 70—100 ат.%) In приняты по данным [4—5], граница твердого раствора индия в никеле — по данным [1—3], кривые ликвидус и солидус, а также превращения в твердом состоянии в области составов 20—70 ат.% In и температура перитектической реакции образования фазы Nisln7-x —по данным [12], состав этой фазы — по данным [10]. Условия образования различных промежуточных фаз показаны на диаграмме. Согласно [13] при закалке из жидкого состояния в сплавах системы In — Ni с 16—25 и 41—58 ат.% In были обнаружены метастаби.тьные е-и -фазы. [c.378]

Существование соединения Рс121п было подтверждено в работе [2]. В работах [3, 4] было сообщено о существовании также соединения Р(151па (39,21% 1п). Во всем интервале составов система 1п — Рс1 была изучена в работе [5] методами термического, микроструктурного и рентгеновского анализов. Сплавы для исследований были приготовлены из металлов чистотой более 99,9% плавкой в платиновой печи сопротивления в графитовом тигле с крышкой или (богатые палладием сплавы) в индукционной печи в тиглях из АЬОз в атмосфере аргона. Образцы сплавов для исследований превращений в твердом состоянии гомогенизировали при температурах несколько ниже линии солидус, охлаждали с печью до температуры последующей термообработки, выдерживали при этой температуре и закаливали. Диаграмма состояния системы 1п — Р(1, построенная по результатам этих исследований, приведена на рис, 265. Состав и количество фаз согласуются с определенными в работе [1]. Граница растворимости индия в палладии несколько ниже линии солидус проходит между 20 и 21 ат.% (21,2—22,23% 1п). [c.401]

Рн-с. 68. Системы с раз л.ич нымн фазовыми превращениями в твердом состоянии [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]

Иа рис. 2 приведены простейшие типы кривых равновесия фаз в двойных системах при р = onst. Такие типы С. д. встречаются в областях равновесия кристалл — нар (диаграмма сублимации), жидкость — нар (диаграмма кипения), жидкость — кристалл (диаграмма плавкости), а также равновеспя фаз, связанных с полиморфными превращениями в твердом состоянии. Для определенности будем описывать диаграммы рис. 2 как диаграммы плавкости. [c.587]

Состояние метастабилъное при одних условиях может иерейти в стабильное при других. Напр., мета-стабильная цементитная С. д. системы Fe—С при повышении давления становится стабильной, а графитная — метастабильной [22]. На С. д. в области превращений в твердом состоянии часто наносят кривые превращений при нагреве и охлаждении, отражающие гистерезис метастабильного бездиффузион-ного превращения (см., напр.. С, д. системы Fe—Ni). [c.591]

Упорядочивающийся сплав также приводит к наличию сингулярной точки на изотермах электропроводногти. Н. С. Курнаков, С. Ф. Жемчужный и М. Заседатёлев [32] в системе Си — Аи обнаружили сингулярные точки физических свойств сплавов в твердом состоянии при составах СизАи и СиАи эти данные свидетельствуют о нали-чи и превращений в твердом состоянии (впоследствии рентгеновскими и физическими исследованиями было доказано наличие превращений порядок — беспорядок). [c.236]

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]

Фиг. 167. Вертикальные разрезы диаграммы тройной системы Ре—С — Мп (в области превращений в твердом состоянии) параллельно стороне Ре — РеаС. а—при 2,5% Мп б—при 13 Ми.

Превращения в твердом состоянии в сплавах системы Ре — РезС связаны с переходом железа из одной модификации в другую и изменением растворимости углерода в железе в результате этого перехода. [c.39]

Термическая обработка, не сопровождающаяся фазовыми превращениями, встречается при обработке чистых металлов или однофазных сплавов, наблюдающихся в системах с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии (см. рис. 70), в системах сплавов с ограниченной растворимостью компонентов при концентрациях последних, определяемых отрезками А—F и Б—G (см. рис. 72), а также в системах сплавов, имеющих ЭБтектондную структуру (см. рис. 77). Термическая обработка при нагреве последних ниже критической точки Асх для всех указанных случаев, состоящая из нагрева сплавов, исключающих фазовые превращения, с последующим медленным охлаждением (обычно с печью) называется отжигом первого рода. Отжиг первого рода применяют для устранения наклепа и волокнистой структуры металлов и сплавов ранее прошедщих холодную пластическую деформацию. Таким образом, при отжиге первого рода в зависимости от температуры нагрева могут происходить процессы возврата и рекристаллизации, ведущие к снятию напряжений и к разупрочнению. [c.106]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...