Превращение при постоянном составе

III. П р е в р а щ е н и я при постоянных сродстве и составе. В соответствии с (2.22) для любого превращения при постоянном составе имеем [c.67]

Объединяя (8.6) и (8.21) для превращения при постоянных сродстве и составе, находим [c.67]

ДЛЯ начала и окончания превращения аустенита. Например, если аустенит соответствующего химического состава мгновенно переохладить до 630° С, то превращение аустенита (фиг. 37) начнется через 10 сек. и закончится через 100 сек. Хотя С-образные диаграммы строятся для превращения аустенита при постоянной температуре (для изотермического процесса), они позволяют приближенно оценить характер превращений, возникающих при переменной температуре во время охлаждения стали. Например, при медленном охлаждении после стыковой сварки оплавлением с подогревом по кривой В аустенит превратится в перлит, причем начало этого превращения определяется точкой В на диаграмме. В действительности температура начала превращения аустенита будет несколько ниже, чем Т , так как время, необходимое для того, чтобы началось превращение при постоянной температуре Т , недостаточно при переменной температуре, изменяющейся в интервале Т —Т . Превращение аустенита в перлит сопровождается выделением некоторого количества тенла. Это приводит к образованию на кривой охлаждения небольшого горизонтального участка. Превращение аустенита в перлит заканчивается в точке при температуре Гд. [c.62]

Рнс. 98. Превращение аустенита при постоянных температурах и непрерывном охлаждении стали состава. % 0.27 С 1,06 Мп [c.107]

Рис, 117. Превращение аустенита при постоянных температурах (нагрев до 840° С) (а, б) и непрерывном охлаждении (нагрев до 950° С) (в. г) сталей состава, % 0,18 С 0,78 Мп 0,25 Si 0,87 Сг 0,9 Ni 0,003 В 0,0028 0 0,013 N 0,0004 Н 0,010 5 0,013 Р (а, в) и 0,22 С 0,85 Мп 0,27 SI 0,96 Сг 0,9 Ni 0,003 В 0,0032 0 , 0,011 N 0,0005 Н 0,017 3 0,013 Р б, г), выплавленных на Златоустовском металлургическом заводе. [c.129]

Рис. 229. Превращение аустенита при постоянных температурах электростали состава, % 0,38 С 0,20 Si 0,69 Мп 1,58 № 0,95 Сг 0,26 Мо

Рис. 231. Превращение аустенита при постоянных температурах стали состава, % 0,30 С 0,24 Si 0,46 Мп 1,44 Сг 2,06 Ni 0,37 Мо 0,20 Си <0,01 V 0,030 Р 0,025 S.

Рис. 253. Превращение аустенита при постоянных температурах электростали-состава, % 0,52 С 0,29 Si 0,70 Мп 1,00 С г 1,72 Ni 0,43 Мо 0,14 V 0,010 S 0,010 Р.

Аустенит стали любого состава при достижении 723° С содержит 0,83% углерода (точка 5). В результате превращения при дальнейшем охлаждении из аустенита образуется механическая смесь из феррита и цементита (при нагреве из феррито-цементитной смеси образуется аустенит). Это превращение, подобно эвтектическому, протекает при постоянной температуре (723°), соответствует определённому фазовому составу (0,83% С) и отличается от эвтектического образованием смеси не из жидкого расплава, а из твёрдого раствора. Превращение названо эвтектоидным, а образующаяся смесь—перлитом. [c.321]

Сохранить аустенит в углеродистой стали при охлаждении до комнатной температуры не удаётся даже при очень больших скоростях охлаждения. Изучение превращения аустенита при постоянной температуре (ниже Ас ) показало, что он обладает различной устойчивостью в разных температурных областях. Время устойчивости аустенита до начала его распада и время распада зависят от условий обработки и главным образом от состава стали. Кривые зависимости времени распада от температуры имеют характерную 8-образную (или С-образную) форму (фиг. 14) [2]. В соответствии с этим структуру перлита различной степени дисперсности или структуру мартенсита можно получить не только в результате непрерывного охлаждения, как это обычно практикуется, но и посредством процесса изотермического превращения, состоящего из быстрого охлаждения стали до заданной тем- [c.326]

При нонвариантном равновесии сплав из данного числа фаз может существовать только при постоянной температуре и определенном составе всех находящихся в равновесии фаз. Это означает, что превращение начинается и заканчивается при одной постоянной температуре. Так, например, эвтектические и перитектические превращения, протекающее при участии трех фаз постоянного состава, соответствуют нон-вариантному равновесию и протекают при постоянной температуре. [c.50]

В случае аллотропического превращения, как и при затвердевании жидкого сплава, выделяется тепло, и, на кривых охлаждения наблюдаются температурные остановки в виде горизонтальных площадок. Однако тепла здесь выделяется в несколько раз меньше, чем при затвердевании. Изменение кристаллической структуры при аллотропическом превращении совершается в твердом состоянии, поэтому называется вторичной кристаллизацией. В простейших случаях, например, когда аллотропическое превращение происходит в чистом металле, входящем в структуру затвердевшего сплава, оно происходит для любого состава сплава при постоянной температуре (фиг. 65, б) на горизонтальной линии NM. [c.105]

Аллотропические превращения есть способность металла, находящегося в твердом состоянии, изменять свое строение при определенных температурах. Сущность этих превращений заключается в том, что у некоторых металлов (железа, олова, титана, кобальта, циркония и др.) при определенной температуре происходит перестройка атомов из одного типа кристаллической решетки в другой. Способность металла при постоянном химическом составе иметь различное строение, а следовательно, и разные свойства, называется полиморфизмом (полиморфизм — многообразие). [c.14]

Сплав II (рис. 4.13, б) с содержанием 0,8 % С называется эвтектоид-ной сталью. В ней при температуре линии PSK происходит эвтектоидное превращение, в результате которого из аустенита выделяются феррит с содержанием 0,02 % С и цементит. Такую смесь двух фаз называют перлитом (рис. 4.15, б). Эвтектоидное превращение идет при постоянных температуре и составе фаз, так как в процессе одновременно участвуют три фазы и число степеней свободы равно нулю. [c.106]

Настоящая глава посвящена механизму фазовых превращений в твердом состоянии. Любое изменение фазового состава системы должно быть самопроизвольным процессом , ведущим к возрастанию энтропии Вселенной и к соответствующим изменениям термодинамических функций рассматриваемой замкнутой системы. Изменение функции, которая характеризует равновесное состояние при определенных внешних условиях, часто неточно называют движущей силой реакции. Если система поддерживается при постоянной температуре и постоянном давлении, движущей силой является результирующее уменьшение свободной энергии Гиббса (гл. I, разд. 3). [c.227]

Как упоминалось в разд. 3.3, механизм роста при прерывистом выделении определяется, вероятно, диффузией вдоль некогерентной границы ячейки. Это следует из того, что процесс выделения наблюдается при температурах, при которых скорость диффузии в решетке пренебрежимо мала в сплавах свинец — олово превращение наблюдается при —78° С, а в сплавах золото — никель и золото — кобальт — при комнатной температуре. Процесс выделения в сплавах свинец — олово происходит в две стадии [58], кинетика первой из которых описывается уравнением (39) о и = 3. Это соответствует росту сферических ячеек, все зародыши которых существуют к началу превращения, причем обозначает объемную долю превращения на первой стадии процесса. К концу этой стадии из а-фазы удаляется около 60% избыточного олова превращение завершается на второй, значительно более медленной стадии. Возможно, что первая стадия соответствует росту ячеек с выделениями неравновесного состава, как это следует из теории Кана [13], а вторая стадия — дальнейшей диффузии лова по решетке или вдоль неподвижных дислокационных линий. Более поздние работы показали, однако, что энергия активации одинакова для обеих стадий, так что вторая стадия превращения может заключаться в медленной миграции границ ячеек после того, как ячейки полностью столкнутся между собой. Эксперименты с термическими циклами показывают, что при постоянной Си число зародышей возрастает при снижении температуры до некоторого предельного значения, которое, вероятно, соответствует использованию всех имеющихся мест гетерогенного зарождения. [c.298]

При нонвариантном равновесии сплав может существовать только в совершенно определенных условиях при постоянной температуре и определенном составе всех находящихся в равновесии фаз. Это означает, что превращение начинается и заканчивается при одной постоянной температуре. [c.92]

Концентрация металла А в жидком металле снижается, а металла В повышается. К моменту, обозначенному на кривой охлаждения точкой 2, состав жидкого сплава обогащается элементом В настолько, что при выпадении очередного кристаллика металла А рядом с ним образуется тонкий слой жидкого металла с весьма высоким местным содержанием металла В. По сторонам кристаллика А вырастают два кристаллика В. Но образование этих кристалликов приводит к местному снижению содержания металла В в их ближайшей окрестности. Здесь образуются два кристаллика металла Л. Так происходит кристаллизация жидкого сплава в слоистые кристаллы, одни прослойки которых состоят из чистого металла А, другие из чистого металла В. Механическая смесь двух (или более) видов кристаллов, одновременно кристаллизующихся из жидкости, называется эвтектикой (по-гречески эвтектика — хорошо построенная). Жидкий сплав может превращаться в кристаллы эвтектики, когда его состав достигнет определенного, эвтектического состава. Превращение жидкости эвтектического состава в кристаллы эвтектики происходит всегда при одной и той же постоянной температуре. Поэтому на кривой охлаждения сплава между точками 2 и 2 наблюдается площадка. В интервале времени, соответствующем промежутку между этими точками на кривой охлаждения, выделяется скрытая теплота кристаллизации эвтектики. Температуру конца кристаллизации принято называть температурой солидуса. После точки 2 кривая охлаждения плавно снижается. Происходит охлаждение твердого сплава. Ниже точки 2 сплав состоит из кристаллов чистого металла А и кристаллов эвтектики металлов А и В. [c.39]

Диаграмма состояния сплавов, для случая с аллотропическим превращением. Как и при затвердевании жидкого сплава, при переходе из одного аллотропического состояния в другое при охлаждении выделяется тепло и на кривых охлаждения наблюдаются температурные остановки в виде горизонтальных площадок. Однако тепла здесь выделяется в несколько раз меньше, чем при затвердевании. Изменение кристаллической структуры при аллотропическом превращении совершается в твердом состоянии и поэтому также называется вторичной кристаллизацией. Диаграммы для случая аллотропического превращения являются сложными — двухэтажными . В простейших случаях, например когда аллотропическое превращение происходит в чистом металле или химическом соединении, входящем в структуру затвердевшего сплава, оно происходит для любого состава сплава при постоянной температуре (фиг. 32, а) на горизонтальной линии ЫМ [c.61]

Из диаграммы рис. 61 видно, что положение точки Аг не зависит от скорости охлаждения мартенситное превращение протекает при постоянной температуре, которая определяется химическим составом стали. Обе точки—кг и кг наблюдаются на диаграмме до скорости охлаждения, равной V2, , при дальнейшем увеличении скорости охлаждения остается только точка кг . [c.118]

Перитектическое превращение, как и эвтектическое, проходит при постоянной температуре (степень свободы равна нулю) и определенном составе каждой из трех фаз. [c.69]

При охлаждении до эвтектической температуры равновесный состав жидкости и аустенита приближается к точкам на кривых СС[ и ЕЕ[. По достижении этой температуры осуществляется эвтектическая реакция Ж аустенит + карбид, равновесные составы участвующих фаз определяются вершинами конодного треугольника, лежащими для карбида в точке РсдС (/С), для аустенита на кривой , для жидкости на кривой ССу В температурном интервале эвтектического превращения при постоянном составе карбида составы жидкости и аустенита описываются поворотом конодного треугольника вокруг вершины К с перемещением состава жидкости Ж по СС[ и состава аустенита у по ЕЕ[ (рис. 2, г). В предельном случае равновесие Ж—у определяется конодой С[Е[, показывающей, что концентрация меди в эвтектическом аустените значительно выше, чем в жидкости. Такое положение эвтектического треугольника и его поворот при понижении температуры вершиной в направлении к монотектической точке обусловлены понижением температуры равновесия Ж + У + К под влиянием меди [6]. Описанный характер изменения равновесных составов указывает на возможность прямой ликвации меди в эвтектическом аустените при охлаждении в трехфазной области. [c.64]

В отличие от препаративного метода физико-химический анализ изучает не отдельные индивиды, а фазы, которыми могут быть и химически чистые индивиды (фазы постоянного состава), и растворы (фазы переменного состава), причем он не прибегает к изоляции этих фаз. Обе эти особенности чрезвычайно расширяют область химического исследования, что имеет не только огромное научное значение, но весьма важно и для практики, так как при всех производственных операциях, связанных с химическими превращениями, несравненно чаще приходится иметь дело с фазами переменного состава и их смесями, чем с чистыми индивидами [c.158]

Согласно общей теории мартенситиых превращений в стали и в безуглеродистых железных н цветных сплавах мартенситиая структура образуется при охлаждении сплава с достаточно большой скоростью не меньше некоторой критической, величина которой зависит от состава сплава, при определенной для каждого сплава температуре. Однако мартенситиая структура может образовываться в небольшом количестве и при постоянной температуре. [c.14]

Для построения диаграммы используют кривые охлаждения чистых компонентов, образующих систему (в общем случае Аш В), vim. сплавов различного состава, полученные методом термического анализа (рис. 1.8, б). По кривым охлаждения определяют температуры фазовых превращений — критические точки. На кривых охлаждения I и V чистых компонентов AviB имеется только по одной критической точке, так как кристаллизация чистых металлов протекает при постоянной температуре (см. 1.3). [c.17]

Другие /3-стабилизаторы, например, Н, Сг, Мп, Fe, Ni, W, Си, образуют с титаном диаграммы состояния с эвтектоидным распадом /3-фазы, в результате которого появляется смесь а - - 7-фаз (рис. 14.5, в), а также промежуточная 7-фаза переменного или постоянного состава, образованная титаном и легирующим элементом, например фаза Лавеса Т1Сг2 в системе Ti - Сг. Эвтектоидный распад вызывает резкое повышение хрупкости титановых сплавов. В некоторых системах (Ti - Си, Ti - Ag и т.д.) превращение происходит очень быстро, и переохладить /3-фазу до 20 — 25 °С нельзя даже при высоких скоростях охлаждения. В других системах (Ti - Мп, Ti - Сг, Ti - Fe) эвтектоидное превращение возможно только в условиях охлаждения, близких к равновесным. В них эвтекто-идного распада практически не наблюдается, а аП/З-превращение идет так же, как в сплавах, диаграмма состояния которых представлена на рис. 14.5, б. В этих сплавах /3-фаза легко переохлаждается. В зависимости от степени легированности /3-фаза или превращается при низких температурах по мартенситному механизму, или фиксируется при 20 — 25 °С без превращения. [c.413]

Охлаждение системы, в которой образуется инконгруэитно растворимый кристаллогидрат, можно проследить на рис. 3-5. Процесс аналогичен вышеописанному при положении фигуративной точки исходной системы левее точки перехода Р. В растворах, насыщенных солью В в большей степени, наблюдаются иные изменения в системе, причем характер изменений зависит от положения исходной точки состава системы относительно состава кристаллогидрата G. Если в исходной системе соли В меньше, чем в кристаллогидрате, изменеиия в системе аналогичны процессам в системе состава 1Щ. В точке ГЛ4 происходит вы-деленпе в твердую фазу соля В, что характеризуется участком NiNp на кривой охлаждения. При температуре /р в твердую фазу начинает переходить кристаллогидрат. Так как при более низких температурах соль В существует только в виде кристаллогидрата, т. е. она является неустойчивой фазой, то при температуре перехода tp происходит гидратация ранее выпавшей соли В. В соответствии с правилом фаз состав системы будет изображаться точкой тр до тех пор, пока вся соль В не превратится в кристаллогидрат. Процесс этот протекает при постоянной температуре, поэтому на кривой охлаждения 2 наблюдается температурная остановка — NpN p. После превращения [c.68]

Так же, как и для систем, образованных тремя одноионными солями, на диаграмме четырехкомпонентной системы нельзя изобразить зависимость какого-либо свойства от всех независимых параметров в реально существующем трехмерном пространстве. В этом случае на пространственных графиках изображают зависимость свойств системы от ее состава при одном выбранном параметре (чаще всего при постоянной температуре). В этом случае строят изотерму в какой-либо пространственной фигуре. Объединив в одном чертеже набор проекций изотерм в интервале температур криогидратного превращения фаз и температуры кипения эвтонического раствора, можно получить политерму системы. [c.151]

Решение задачи описания диффузионных процессов при ТЦО осложнено их многофакторностью и взаимным влиянием. Так, градиент температуры даже при постоянных и одинаковых скоростях нагревов и охлаждений различен в периферийных и центральных объемах обрабатываемого изделия, численное значение и знак термических напряжений также существенно зависят от скорости изменения температуры и т. д. Если в сплаве при ТЦО происходят полиморфные превращения, то в межкритическом интервале температур возникают напряжения, связанные с фазовой дилатацией. Кроме того, источником внутренних напряжений являются также флуктуации химического состава (например, дендритная ликвация или ледебуритная сетка). Однако при повышенных температурах, особенно в интервале фазобых превращений, происходит интенсивная релаксация возникших в сплаве напряжений. Этот процесс снижения внутренних напряжений описывается следующим уравнением [c.23]

В течение почти 40 лет после этого открытия Д. К. Чернова внимание исследователей было сосредоточено на изучении влияния химического состава на превращения, протекающие в стали. В те-,.ние последующих 20 лет изучались превращения, протекающие в стали в зависимости от скорости охлаждения. В последние десятилетия основное внимание было направлено на изучение превращений аустенита при постоянной температуре (изотермическое превращение аустенита). Наибольшее количество работ в этом направлении было проведено отечественными учеными С. С. Штейнбергом, Н. Т. Гуд-цовым и их учениками, а из зарубежных—Бейном, Давенпортом и др. Работы А. А. Бочвара, Г. В. Курдюмова, С. Т. Конобеевского и дру- [c.168]

I. В сплавах — твердых растворах а) при эвтектоидном превращении Б результате полного распада твердого раствора б) при пе-ритектоидном превращении в) при образовании интерметаллидных или упорядоченных фаз. Распад первоначально образовавшегося (устойчивого при высокой температуре) твердого раствора при дальнейшем эвтектоидном или перитектоидном превращении протекает при постоянной температуре. Если состав сплава отличается от эвтектоидного (или перитектоидного), то вначале идет частичный распад с выделением из исходного твердого раствора новой фазы, а лишь затем, по достижении эвтектоидной температуры, превращение происходит при постоянной температуре. Начало распада характеризуется на кривой охлаждения перегибом, а окончание распада при эвтектоидном превращении (и перитектоидном) — горизонтальным участком (рис. 114, 1Иа и II16). Кривые некоторых сплавов с пе-ритектоидным превращением имеют, кроме того, при более низкой температуре еще один перегиб, отвечающий окончанию процесса превращения (однако в условиях охлаждения, обычно применяемых в технике, перитектоидное превращение до конца не протекает). В сплавах, в которых происходит образование интерметаллидных фаз, горизонтальный участок имеет кривая охлаждения сплава только той концентрации, которая точно соответствует стехиометри-ческому составу. Этот вид превращения в остальных сплавах протекает в интервале температур, изменяющемся в зависимости от состава сплава, и характеризуется двумя перегибами на кривой охлаждения (рис. 114, nie). [c.203]

При температуре старения Тг, превышающей температуру сольвуса зон ГП, из пересыщенного раствора вначале выделяется -фаза, а затем -фаза, т. е. — . При температуре старения Гз, превышающей температуру сольвуса -фазы, из пересыщенного раствора может выделяться только стабильная -фаза. Это соответствует общему правилу чем меньше степень пересыщенности твердого раствора по отношению к стабильной фазе, тем меньше число промежуточных превращений. Выше это правило было продемонстрировано на примере одного сплава степень оересыщенности раствора уменьшалась с новышением температуры старения. Оно справедливо и для сплавов разного состава при постоянной температуре старения. Например, если взять сравнительно малолегированный сплав с составом левее точки Со-гп на рис. lt9, то при температуре старения Ti зоны ЛП в нем не могут образоваться. [c.308]

Из правила фаз следует, что двухкомпонентная система, состоящая из трех фаз, имеет нулевую степень свободы, следовательно, кристаллизация сплавов на пе-ритектическон горизонтали происходит при постоянной температуре Во всех сплавах, лежащих между точка ми с и с1, на кривых охлаждения появляется площадка при температуре р. Однако в сплавах, составы которых находятся между точками Р и й, кристаллизация заканчивается при температуре 1р, а сплавы составов от с до Р продолжают кристаллизоваться в некотором интервале температур. В сплаве, имеющем состав Р, при температуре 1р количество жидкой фазы состава с до начала перитектического превращения выражается соотношением Р й 1с с1, а количество кристаллов р-раствора состава -—соотношением с Р с (1. В процессе перитек-тического превращения в этом сплаве все кристаллы Р-раствора, имеющие состав й, и жидкость с полностью расходуются, давая кристаллы а-раствора состава Р. В сплавах, лежащих правее точки Р, как следует из правила рычага, при перитектической реакции полностью расходуется только жидкость, а кристаллы р-рас-твора частично остаются. В твердом состоянии эти спла- [c.78]

Основоположником теории термической обработки стали является Д. К. Чернов, установивший наличие в стали при нагреве критических точек а и 6. В настоящее время эти точки обозначают A i и Асз- Д. К- Чернов впервые установил, что при нагреве стали ниже точки A i ее структура и механические свойства не меняются, с какой бы скоростью ее потом ни охлаждали, и наоборот, они резко изменяются при нагреве выше точки Асз и быстром охлаждении. В течение почти 40 лет после открытия Д. К. Чернова исследования были направлены на изучение влияния химического состава на превращения, протекающие в стали. В последующие 20 лет изучались превращения, происходящие в стали в зависимости от скорости охлаждения. В последние десятилетия основное внимание было направлено на изучение превращения аустенита при постоянной температуре (изотермическое превращеиие аустенита). Наибольшее количество работ в этом направлении было проведено у нас С. С. Штейнбергом и его учениками, а за рубежом — Бейном, Давенпортом и др. А. А. Бочвар, Г. В. Курдюмов и другие советские ученые создали основы современной теории термической обработки стали. [c.113]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...