Структурные и фазовые превращения в твердом состоянии

Структурные и фазовые превращения в твердом состоянии [c.70]

Фазовые превращения в твердом состоянии описываются как результат образования новых фаз, имеющих состав и строение, отличные от существовавших в старой фазе. В кристаллических веществах при фазовом превращении решетка новой фазы стремится так ориентироваться по отношению к решетке исходной фазы, чтобы энергия межфазной границы была минимальна, а это обеспечивается максимальным сходством в расположении атомов и соприкасающихся гранях новой и старой фазы принцип структурного соответствия Данкова — Конобеевского), [c.23]

В настоящее время при анализе кинетики фазовых превращений в твердом состоянии исходят-из принципа структурного и размерного соответствия С. Т. Конобеевского и П. Д. Данкова [7] и представлений [c.13]

Трещины при сварке. Склонность металлов к образованию трещин при сварке является одним из основных показателей их свариваемости. Она обусловливает технологическую прочность — способность материалов выдерживать без разрушения различного рода воздействия в процессе их технологической обработки. При сварке разрушения могут происходить в процессе кристаллизации (горячие трещины) и в процессе фазовых н структурных превращений в твердом состоянии (холодные и другие виды трещин). Сварка может сопровождаться образованием трещин различной протяженности в сварном шве или прилегающей к нему зоне. [c.503]

ФАЗОВЫЕ И СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ [c.112]

При исследовании процессов контактного взаимодействия наиболее важны вопросы фазовых превращений в зоне деформации, диффузионного перераспределения легирующих элементов твердых растворов под действием внешних факторов, образования и размножения линейных (дислокаций) и точечных (вакансий) дефектов кристаллической решетки, определения остаточных деформаций, преимущественной ориентации (текстуры), т. е. изменений внутренней структуры деформированных трением металлов и сплавов. Одним из преимуществ рентгеновского метода исследования материалов является то, что получаемые параметры структурного состояния являются усредненными по значительным объемам и обеспечивают удовлетворительную корреляцию с физическими свойствами изучаемых объектов. [c.67]

Теория термической обработки стали основана на общей теории фазовых превращений, протекающих в сплавах в твердом состоянии см. гл. III), Знание теории фазовых и структурных превращений, протекающих при нагреве и охлаждении стали с различной скоростью, позволяет управлять процессами термической обработки и получать сталь с необходимыми структурой и свойствами. [c.67]

Дилатометрический анализ применяют в основном для определения критических температур фазовых и структурных превращений, происходящих в металлах и сплавах в твердом состоянии. Этот метод основан на изменении длины образца, вызванном объемными изменениями в металлах и сплавах при их нагреве и охлаждении. При испытании регистрируется длина образца и температура. В результате дилатометрического анализа получают кривую удлинение образца — температура резкие перегибы на кривой соответствуют температурам, при которых происходят фазовые и структурные превращения. Дилатометрический анализ производят на специальных приборах, называемых дилатометрами. Этот метод наиболее целесообразно применять для определения критических температур в металлах и сплавах, превращения в которых сопровождаются значительными объемными изменениями, например, в стали. [c.24]

Метод электрического сопротивления может быть применен для определения величины удельного электрического сопротивления р и температурного коэффициента электрического сопротивления <х, знание которых необходимо для характеристики металлов и сплавов, применяемых в электротехнике, а также для изучения фазовых и структурных превращений, протекающих в металлах и сплавах в твердом состоянии. Например, при исследовании процесса отпуска стали получают кривую электрическое сопротивление — температура отпуска. Изменение электрического сопротивления, характеризуемое этой кривой, указывает на превращения, протекающие в стали при отпуске. [c.25]

Монография состоит из семи глав. В гл. I рассмотрены основные положения теории фазовых превращений в металлах и сплавах в твердом состоянии, а также закономерности превращений железа, титана и их сплавов в изотермических условиях. В гл. II показаны условия их протекания в зоне термического влияния при сварке плавлением. В гл. III описаны новые методы и аппаратура для изучения кинетики фазовых превращений и изменений структуры и свойств металлов в неравновесных условиях при сварке и термомеханической обработке, а также для исследования задержанного разрушения и образования холодных трещин. В гл. IV приведены результаты исследования превращений при непрерывном нагреве, кинетики роста зерна и гомогенизации аустенита и Р-фазы сплавов титана при сварке. В гл. V рассмотрены основные закономерности фазовых превращений в условиях непрерывного охлаждения при сварке. В гл. VI изложен механизм задержанного разрушения сталей и сплавов титана, установлены критерии оценки этого явления и показано влияние легирующих элементов, параметров термического цикла и жесткости сварных соединений на" сопротивляемость этих материалов образованию холодных трещин при сварке. В гл. VII приведены характеристики свариваемости сталей и сплавов титана различных структурных классов и систем легирования, сформулированы критерии выбора технологии и режимов их сварки и показаны пути регулирования структуры и свойств сварных соединений как в процессе сварки, так и при последующей термической, термомеханической или механико-термической обработке. [c.10]

Рассмотренные выше подходы по изучению стадийности процессов деформации рассматривают в основном эволюцию дислокационной структуры и не учитывают процессов накопления повреждений (например, зарождения субмикротрещин) и разрушения металлических материалов. Кроме того, поскольку основные исследования по стадийности деформации металлов выполнены на монокристаллах, в этих работах не рассматривались фазовые превращения, которые часто происходят в процессе пластической деформации метастабильных сплавов. Между тем повреждение есть сложный многостадийный процесс, зависящий как от характера внешнего воздействия, так и от исходного структурного состояния материала и изменения его во времени. Анализ этого вопроса показывает, что повреждение кристаллических твердых тел и эволюция их структурного состояния, в широком смысле слова, неотделимы и, что первое большей частью детерминированно последним [9]. [c.39]

Из рассмотрения фазовых и структурных превращений при нагреве и охлаждении алюминиевых сплавов необходимо сделать также и следующие выводы. Можно и не делая экспериментов предположить, что наибольшую пластичность алюминиевые сплавы имеют в закаленном состоянии, когда их структура состоит из одних только зерен твердого раствора. Это предположение полностью подтверждается обычной практикой для производства операций холодной деформации (гибки, вытяжки, расклепывания заклепок) заготовки из этих сплавов должны предварительно закаливаться. [c.282]

Метод измерения электрич. сопротивления в зависимости от темп-ры (или обработки) весьма эффективен при исследовании фазовых превращений, определении критич. точек. Магнитный структурный анализ применяют к изучению диаграмм состояния (в связи с магнитными превращениями), для количественного фазового анализа, исследования превращений в С., распада пересыщенных твердых растворов. Фазовые превращения исследуют также методами термич. и дилатометрии, анализа. Методом внутреннего трения исследуют диффузионные процессы, энергию активации выделения второй фазы, места ее выделения (вблизи границ или в толще образца). Распределение атонов в С., диффузионные процессы и т. д. исследуют также методом радиоактивных изотопов. Электронную струк- [c.54]

Наличие третьего участка (рис. 10, 3) и тип структурных изменений в нем зависят от исходного состояния основного металла перед сваркой. При сварке отожженного металла третий участок в зоне термического влияния практически отсутствует. При сварке сталей или сплавов титана после упрочняющей термической обработки типа закалка , закалка и отпуск или закалка и старение , а также в нагартованном состоянии (после ковки или прокатки) в этом участке, как правило, происходит разупрочнение. В первом случае оно обусловлено процессами распада пересыщенных твердых растворов (отпуском мартенсита или старением высокотемпературных остаточных фаз) и последующей коагуляцией упрочняющих фаз (карбидов в сталях и интерметаллидов и химических соединений в сплавах титана). Во втором случае к разупрочнению преимущественно приводят процессы рекристаллизации обработки. Этот третий участок принято называть участком или зоной разупрочнения, отпуска или рекристаллизации. Наиболее резкое разупрочнение металла обычно имеет место у границы этого участка с участком неполной перекристаллизации, где максимальные температуры нагрева близки к нижней критической точке фазового превращения Г ,ф,п. Поэтому основными параметрами термического цикла участка разупрочнения являются максимальная температура нагрева = н.ф.п и длительность (или р) пребывания металла при сварке выше температуры отпуска (или [c.39]

Различают термические и фазовые (структурные) внутренние напряжения, которые возникают соответственно в результате термического сжатия или расширения и фазовых превращений в твердом состоянии при наличии в теле градиента температур. Внутренние напряжения могут возникнуть практически при любой обработке, причем одна технологическая операция может привести к созданию разных по своему происхождению остаточных напряжений термических, фазовых и напряжений от неоднородной пластической деформации. Например, при горячей обработке давлением, кроме напряжений, образовавшихся из-за неоднородной пластической деформации, могут возникнуть термические, а также фазовые напряжения, если торячедеформированный сплав охлаждается ускоренно и в нем протекает фазовое превращение. При литье, сварке и закалке возникают термические и фазовые напряжения. Различные по своему происхождению остаточные напряжения алгебраически складываются и очень часто дают весьма сложные эпюры. [c.112]

Вертикальные разрезы про странственных диаграмм удоб ны, так как они позволяют оп ределить качественно (а в псев добинарных диаграммах также и количественно) изменение фазового и структурного состояния сплава в зависимости от температуры, т. е. характеризовать процессы кристаллизации из жидкости и превращений в твердом состоянии. Однако вертикальные разрезы характеризуют эти про [c.233]

Использование вертикальных разрезов пространственных диаграмм удобно в том отношении, что позволяет указать качественно (а в псев-добинарных диаграммах также и количественно) изменение фазового и структурного состава сплава в зависимости от температуры, т. е. характеризовать процессы кристаллизации из жидкости и превращений в твердом состоянии. Однако вертикальные разрезы характеризуют эти процессы лишь для небольшого числа сплавов, а не для всех сплавов изучаемой тройной системы. [c.211]

Фазовые и структурные изменения в сплавах Ре—РсзС после затвердевания. Такие изменения связаны с полиморфизмом железа, изменением растворимости углерода в аустените и феррите е понижением температуры и эвтектоидным превращением. Превращения, протекающие в твердом состоянии, описываются следующими линиями (см. рис. 83). Линия NN—-верхняя граница области сосуществования двух фаз — б-феррита и аустенита. При охлаждении эта линия соответствует температурам начала полиморфного превращения б-феррита в аустенит. Линия NJ — нижняя граница области сосуществования б-феррита и аустенита, при охлаждении соответствует температурам окончания превращения б-феррита в аустенит. Верхняя граница области сосуществования феррита (в парамагнитном состоянии) и аустенита соответствует линии 00, т. е. температурам начала у -превращения 6 образованием парамагнитного феррита. Линия 05 — верхняя граница области сосуществования феррита (в ферромагнитном состоянии) и аустенита при охлаждении эта линия соответствует температурам у -> -превращения б образованием ферромагнитного феррита. [c.125]

Предпереходные аномалии были обнаружены акже для структурных фазовых переходов первого рода в твердом состоянии в системах Fe—N1, Fe—Мп и др. Это переходы типа мартенситного превращения, характеризующиеся малой теплотой и кристаллографической возможностью кооперативных смещений атомов. В работе [11.221 были получены температурные зависимости / в сплавах Fe—Мп и обнаружено уменьшение примерно за 50° до температуры мартенситного превращения (рис. 11.11). В этом же (только еще более широком, около 200 °С) интервале температур было обнаружено аномальное увеличение коэффициента диффузии и пластичности. Это позволило авторам указать, что для объяснения эффекта недостаточно обычного предположения о не- [c.152]

Фазовые и структурные изменения в сплавах Fe—Feg происходят и после затвердевания. Это объясняется наличием полиморфизма железа и изменением растворимости углерода в аустените и феррите с понижением теАшературы. Процессы, протекающие в твердом состоянии, описываются следующими линиями (см. рис. 86). Линия NH — верхняя граница области рав1ювесия б-феррита и аустенита. При охлаждении соответствует температурам начала полиморфного превращения б-феррита в аустенит. Линия NJ — нижняя граница равновесия б-феррита и аустенита при охлаждении соответствует температурам конца превращения б-феррита в аустенит. Верхняя граница области равновесия немагнитного феррита и аустенита соответствует линии G0. Эта линия соответствует температурам начала -[ у. превращения с образованием немагнитного феррита. Линия 0S — верхняя грашща равновесия феррита и аустенита при охлаждении соответствует температурам начала i а. превращения с образованием ферромагнитного феррита. [c.137]

НИИ внутрифазовых превращений в твердых растворах), когда рентгеновский и другие структурные методы исследований не отмечают изменений фазового состояния, более чувствительными оказываются методы, основанные на измерении физических свойств. Эти методы, кроме того, позволяют изучать процессы, про-исходяшие в металлах даже в условиях, например, больших скоростей нагрева или охлаждения, а также во время деформирования. При этом фиксирование указанных процессов может осуществляться автоматически при помощи методов непрерывной регистрации. Существенно, что объекты исследований при использовании физических методов остаются неповрежденными. [c.11]

Предпереходные аномалии были обнаружены также для структурных фазовых переходов первого рода в твердо.м состоянии, в системах Ее — N1, Ее — Мп и др. Это переходы типа мартенситного превращения, характеризующиеся малой теплотой и кристаллографической возможностью кооперативных смещений атомов. В работе [20] были получены температурные зависимости fa в сплавах Ее Мп и обнаружено уменьшение fa при охлаждении сплава примерно на 50° выше тем- [c.169]

Решение подобных уравнений при знании начальных и граничных условий, определяющих взаимодействие твердого тела с охлаждающей средой, дает возможность найтн характер распределения температуры для любого момента времени в функции его размера и теплофизических характеристик. Однако в процессе охлаждения значения теплофизических констант измеЕ.яются в зависимости от температуры и структурного состояния. Фазовые превращения при охлаждении сопровождаются выделением теплоты, что уменьшает или приостанавливает снижение температуры в рассматриваемом объеме. Количество выделяемой теплоты будет зависеть от химического состава аустенита, степени его превращения и получаемой при этом структуры. Коэффициент теплопроводиости и удельная теплоемкость являются главным образом функциями структурного состояния. [c.611]

Для многих технических применений диэлектриков в электронике большое значение имеют фазовые превращения, происходящие в некоторых твердых и жидких веществах без изменения их агрегатного состояния — в пределах только твердой пли только жидкой фазы. Эти преврашеиия происходят вследствие электронных, диполыгых, магнитных н других взаимодействий структурных элементов вещества — ионов, атомов, молекул или их комплексов. В окрестности фазовых превращений структура вещества оказывается чрезвычайно податливой к внешним воздействиям (тепловым, электрическим, магнитным или механическим), причем даже при малых изменениях Т, Е, Н или X электрические, оптические и другие свойства веществ значительно изменяются. Необычно высокая чувствительность к слабым внешним воздействиям, имеющая место вблизи фазовых превращений, используется во многих видах приборов и устройств электронной техники (см. гл. 6—8). [c.94]

Холодные трещины образуются в металле шва и око-лошовной зоны из-за резкого изменения механических свойств, а также характера напряженного состояния вследствие фазовых и структурных превращений. В образовании холодных трещин при сварке сталей существенную роль играет водород, который выделяется из твердого раствора в имеющиеся в металле микрообъемы (пустоты). В них выделившийся атомарный водород соединяется в молекулы и создает в окружающем объеме металла внутреннее давление, которое образует высокое напряжение, способствующее образованию трещин при нагрузке и даже без нагрева. [c.62]

Прилегающий к наплавленному металлу участок основного металла, в котором под действием источников теплоты произошли структурные изменения, называется зоной термического влияния, или околошовной зоной. Околошовная зона по своей структуре не однородная, так как участки ее нагреваются до различных температур, начиная от температуры плавления и кончая температурой 100°С. Зона термического влияния при всех способах наплавки неизбежна, и независимо от химического состава основного металла в ней можно выделить три области. Первая — область, характеризующаяся температурой нагрева металла до жидкого или твердо-жидкого состояния вторая — с температурой нагрева, достаточной для полного или частичного претерпевания фазовых превращений третья —область, у которой температура недостаточна для протекания этих процессов, но в ней сохраняются изменения, вызванные деформацией металла под действием сварочных напряжений. Основной металл, следующий за третьей областью, не претерпевает пластических деформаций хотя в нем и существуют сварочные напряжения. [c.25]

В книге рассмотрены ключевые проблемы синергетики неравновесных конденсированных сред, для адекватного описания которых стандартные представления типа фононов оказываются неприменимыми, а картина фазовых переходов требует существенной модификации. Концепция авторов основывается на представлении сложной системы самосогласованной эволюцией гидродинамической моды, характеризующей коллективное поведение, поля, сопряженного этой моде, и управляющего параметра, отвечающего за перестройку атомных состояний. Развитый подход позволяет представить такие особенности, как неэргодичность статистического ансамбля, образование иерархических структур, критическое замедление релаксации среды, влияние подсистемы, испытывающей превращение, на окружающую среду. В результате построена единая картина, охватывающая такие разнородные явления, как структурные превращения, пластическая деформация и разрушение твердого тела. Это делает Книгу интересной для широкого круга научных сотрудников, аспирантов и студентов старших курсов физико-математических, естественно-научных и инженерных специальностей. [c.2]

Физические состояния полимеров непосредственно связаны с физической стрз ктурой и интенсивностью внутримолекулярного теплового движения в них [21—26]. Переход из одного физического состояния в другое называют температурным переходом. В полимерных твердых телах различают фазовые переходы, связанные со структурными превращениями, и релаксаццонные, — связанные с изменением интенсивности внутримолекулярной подвижности. [c.16]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...