Превращение диффузионное

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]

А В". В сплаве состава Со а-фаза не сможет образоваться, так как превращение должно произойти с увеличением F. Такое превращение относится к превращениям диффузионного типа и происходит в условиях медленного охлаждения. [c.493]

Кинетика диффузионного превращения. Диффузионное превращение происходит по механизму образование зародыша и рост новой фазы . Этот тип превращения подчиняется тем же общим закономерностям, что и процессы кристаллизации жидкости (см. гл. 12). Существуют некоторые особенности, связанные с твердым состоянием исходной и образующейся фаз и относительно низкой температурой превращений. Образование зародышей критических размеров сопровождается увеличением свободной энергии системы, равным /з поверхностной энергии зародышей (остальные две трети компенсируются уменьшением объемной свободной энергии). Возникновение зародышей обеспечивается в результате флуктуационного повышения энергии в отдельных группах атомов. При превращении в сплавах образуются фазы, отличающиеся по составу от исходной, поэтому для образования зародыша необходимо также наличие флуктуации концентрации. Последнее затрудняет образование зародышей новой фазы, особенно если ее состав сильно отличается от исходной. Другой фактор, затрудняющий образование зародыша новой фазы, связан с упругой деформацией фаз, которая обусловлена различием удельных объемов исходной и образующейся фаз. Энергия упругой деформации увеличивает свободную энергию и, подобно поверхностной энергии, вносит положительный вклад в баланс энергии. Критический размер зародышей и работа их образования уменьшаются с увеличением степени переохлаждения (или перегрева) по отношению к равновесной температуре Гр, а также при уменьшении поверхностной энергии зародыша. [c.493]

Рис. 13.3. Кинетика (слева) и скорость (справа) изотермического фазового превращения диффузионного типа зависимости от степени переохлаждения

Фазовые превращения диффузионного типа [c.258]

Бейнитное превращение переохлажденного аустенита сочетает в себе элементы перлитного и мартенситного превращений диффузионное перераспределение углерода в аустените между продуктами его распада и мартенситное бездиффузионное превращение. [c.54]

При превращениях диффузионного типа зародыш новой фазы возникает, как принято считать, за счет флуктуаций и растет путем неупорядоченных, независимых перемещений отдельных атомов от старой решетки [c.21]

Внутренний источник возрастания энтропии ц зависит от скорости необратимых деформаций, химических превращений, диффузионных явлений и др. [c.21]

Механизм природы сверхпластичности разными авторами объясняется по разному ослаблением межатомных связей при внутренних превращениях, диффузионной высокотемпературной ползучестью, фазовой рекристаллизацией, снимающей искажения в кристаллической решетке, внутренними напряжениями, возникающими при образовании новой фазы [4]. [c.134]

Диффузионный механизм конкурирует со сдвиговым в широком интервале температур превращения аустенита. С учетом этого можно объяснить наблюдаемую зависимость количества продуктов сдвигового превращения от температуры. Понижение температуры и увеличение разности свободных энергий фаз вначале способствует сдвиговому превращению. Однако при значительных переохлаждениях происходит массовое образование зародышей новой фазы во всем объеме аустенита, что создает препятствия для сдвигового роста и приводит к развитию конкурирующего превращения диффузионного типа. [c.60]

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]

В отличие от превращений диффузионного типа характерной чертой мартенситных превращений является наличие гистерезиса, величина которого должна быть численно равна разности Мартенсит- [c.31]

Процесс упорядочения является диффузионным процессом (превращение сопровождается перемещением атомов), поэтому медленное охлаждение способствует упорядочению. [c.106]

В условиях же быстрых изменений температур изменяется не только температура превращения, но и условия превращения, так как не успевают (для переохлажденных систем) произойти диффузионные процессы, необходимые для осуществления превращений по типу равновесных. Для этих случаев равновесия диаграмма уже недействительна, хотя она и может оказаться необходимой в качестве отправного пункта при исследовании и для понимания тех или иных структурных особенностей, появляющихся при неравновесной кристаллизации. [c.138]

При превращении аустенита в перлит по диффузионному механизму рост кристаллов новых фаз сопровождается оттеснением дефектов строения к границам зерен, другими словами, дефекты (дислокации, вакансии, примесные атомы), ранее располагавшиеся по границам аустенитных зерен, перераспределяются на границы ферритных (перлитных). [c.239]

В аустенито-перлитном превращении ведущую роль играет диффузия углерода, и превращение следует назвать диффузионным. [c.258]

Хотя обязательным условием любого мартенситного превращения является переохлаждение исходной (аустенитной) фазы до температур, когда диффузионные перемещения можно считать подавленным, кинетика изотермического мартенситного превращения похожа на диффузионный распад, что свидетельствует (или является результатом) о том, что зарождение центров кристаллизации мартенсита есть термически активируемый процесс. [c.266]

Мы уже рассматривали изменения свойств стали в зависимости от температуры отпуска. Температура отпуска — наиболее существенный фактор, влияющий на свойства отпущенной стали. При отпуске протекают диффузионные процессы, поэтому выдержка на той или иной стадии способствует превращениям, происходящим при данных температурах. [c.281]

Границы зерен являются участками, в которых диффузионные процессы облегчены ввиду наличия в этих местах дефектов кристаллического строения. Если растворимость диффундирующего вещества в металле мала, то часто наблюдается преимущественная диффузия по границам зерен. В случае значительной растворимости диффундирующего элемента в основном металле роль пограничных слоев повышенной растворимости уменьшается. В момент фазовых превращений диффузия протекает быстрее. [c.323]

В чистом железе не удается получить такое переохлаждение, при котором диффузионные перемещения атомов подавляются настолько, что для у-модификации остается только возможность превращения по мартенситному (сдвиговому) механизму, при котором она превращается в игольчатый фер-зит. [c.352]

Это связано с тем, что процессы при отпуске имеют диффузионный характер и большинство легирующих элементов замедляет карбидное превращение, в особенности на стадии коагуляции. [c.358]

Дальнейший нагрев выше 200°С приведет к иному превращению, вызывающему расширение стали. Это так называемое второе превращение при отпуске захватывает интервал температур 200—300°С. В этом интервале остаточный аустеннт превращается в гетерогенную смесь, состоящую из пересыщеиного а-раствора и карбида. Другими словами, при этом превращении остаточный аустенит превращается в отпущенный мартенсит. Это превращение диффузионное и по своей природе похоже на бейнитное превращение первичного аустенита. [c.273]

В холоднодеформированном металле при нагреве миграция границ зерен и изменение их размера и формы имеет свои специфические особенности. В этом случае получает развитие процесс рекристаллизации обработки или первичной рекристаллизации. Движущей силой процесса служит накопленная при пластической деформации энергия, связанная в основном с образованием дислокаций, имеющих высокую плотность (до 10"...10 см ). Рекристаллизация обработки приводит к образованию новых равноносных зерен с обновленной кристаллической решеткой. При этом свободная энергия рекристаллизованного металла становится меньше, чем деформированного вследствие уменьшения плотности дислокаций (до 10. ..10 см ). Процесс состоит из образования зародышей новых зерен и их роста. Имеется определенная аналогия с фазовыми превращениями диффузионного типа. Накопленная в объеме зерен энергия деформации примерно в 100 раз выше поверхностной энергии их границ, поэтому рекристаллизация на первых этапах может привести к образованию мелких зерен и увеличению их числа (по сравнению с деформированным металлом). [c.507]

На участке полной перекристаллизации (рис. 13.17,/б) в металле проходят процессы аустенитизации, роста зерна и перераспределения легирующих элементов и примесей. Аустенитиза-ция — переход Fe,. Fe . Этот переход для доэвтектоидных сталей происходит в интервале температур, причем в условиях неравновесного сварочного нагрева с большими скоростями он начинается и заканчивается при температурах более высоких, чем равновесные Ad и При нагреве до температур начала аустенитизации сталь получает структуру феррито-перлито-карбидной смеси. Переход в аустенитное состояние представляет собой фазовое превращение диффузионного типа. Превращение начинается на участках перлита. Зародыши аустенита образуются на межфазных поверхностях феррит—цементит. Поскольку на каждом участке перлита возникает несколько зародышей аустенита, превращение Fea-> Fe приводит к измельчению зерна. При росте зародышей зерен аустенита вместе с перестройкой ОЦК решетки в ГЦК решетку возникает новая кристаллографическая ориентация последней. В результате исчезают границы бывших аусте-нитных зерен и образуются новые границы при стыковке растущих зерен. После завершения этого процесса образуются так называемые начальные зерна аустенита. Чем дисперснее исходная структура стали, т. е. чем больше межфазная поверхность, на которой образуются зародыши зерен аустенита, тем меньше размер начального аустенитного зерна. [c.512]

Ферритное превращение характерно при сварке низкоуглеродистых сталей и относительно малых скоростях охлаждения при условии Шб/5<г1Уфп1. Оно представляет собой превращение диффузионного типа и начинается при некотором переохлаждении ниже Лгз. Зародыши ферритной фазы возникают на границах аустенитных зерен (нормальный механизм превращения). Этому процессу предшествует диффузионный отвод углерода во [c.520]

К числу физических явлений, оказывающих влияние на жаростойкость покрытий, относятся полиморфные превращения и рекристаллизация. Даже покрытие с нулевой начальной пористостью может утратить свои защитные свойства в результате рекристаллизации, которая способствует проникновению газов через покрытие к металлу за счет граничной диффузии [1, 2]. В случае фазовых превращений из-за напряжений, возникающих вследствие разницы удельных объемов фаз, участвующих в превращении, должна происходить диффузия входящего в избытке в данную фазу компонента по направлению к растущему центру, тем самым автокаталитически ускоряя реакцию. Скорость диффузии, вызванной напряжениями, может значительно превысить скорость объемной диффузии. Именно эти диффузионные токи приводят к быстрому и полному разделению компонентов в большинстве фазовых превращений диффузионного типа [3, 4]. Поэтому предотвращение рекристаллизации и полиморфных превращений материала покрытия имеет существенное значение для повышения его жаростойкости. [c.20]

Промежуточное (бейнитное) превращение аустенита протекает в температурной области между перлитным и мартенситным превращениями. Юи-нетика этого превращения и получающиеся структуры имеют черты кинетики и структур, получаемых при диффузионном перлитном и бездиффузи-онном мартенситном превращениях диффузионное перераспределение углерода в аустените между продуктами его распада и мартенситное без-диффузионное превращение у -> а. [c.439]

Образование дисперсной фазы на первой стадии а- у превращения при медленном нагреве отвечает появлению как высокоиикеле-В01ЧЭ аустенита, содержащего до 50% N1, так и аустенита исходной концентрации. Наблюдаемое явление, видимо, связано с наложением на сдвиговый щюцесс а- у превращения диффузионного процесса перераспределения никеля между остаточным мартенситом и вновь образующимися кристаллами, который проходит в условиях медленного нагрева на межфазных границах и становится заметным из-за большой суммарной площади границ дисперсных у-пластин. [c.138]

Дальнейший нагрев выше 200" С ведет к иному превращению, вызывающему расширение стали. Это так называемое второе превращение пра отпуске захватывает интервал темнератур 200—300" С. В этол интервале остаточный аустенит превращается в гетеро1 енную смесь, состоящую из пересыщенного а-раствора и карбида. Другими словами, при этом превращении остаточный а у с т е и н т п р е в р а щ а е т с я в о т-п у щ е н н ы й мартен с и т. Это превращение диффузионное (остаточный аустенит распадается па две фазы разной концентрации) и по своей природе noxojjie па бейнитное превращение первичного аустенита. [c.199]

Примером превращения диффузионного типа является перлитное превращение при распаде аустенита при сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Одной из характеристик перлитной структуры является окончательный размер колоний (перлитных зерен). Чем меньще размер аустенитных зерен и ниже температура превращения, тем меньще размер перлитных зерен. С уменьщением их размера механические свойства структуры улучшаются. [c.107]

Надиаграмме изотермического превращения в зависимости от степени переохлаждения различают три температурныеобласти превращения перлитную, бейнитную и мартенситную. Вточке а начинается перлитное превращение. Диффузионный распад аустенита продолжается до точки Ь (пересечение горизонтали 700 Сс кривой 11), где происходит превращение аустенита в перлит. Перлит образуется при распаде аустенита при Miuibix степенях переохлаждения в области температур от Ас, до бЗО С. Твердость перлита НВ 160. Если охлаждать образец до 650 С, т.е. до то- [c.70]

Ско1юсть превращения зависит от степени переохлаждения. При малых н значительных переохлаждениях превращение происходит медленно, так как малы значения с. к. и ч. ц. (см. рис. 184) в первом случае — из-за малой разности свободных энергий, во втором — из-за малой диффузионной способности атомов. При максимальной скорости преврапхения кинетические кривые идут круто вверх и превращение закапчивается за малый отрезок времени. [c.245]

Образование аустеннта из мартенсита, если последний не претерпевает превращений при нагреве, может происходить двумя способами. Первый осуществляется обычной диффузионной кинетикой подобно переходу одного [c.268]

В аустените, переохлажденном до соответствующих температур (ниже точки е), происходит диффузионное перераспределение углерода, в результате которого образуются участки аустенита, богатые и бедные углеродом. Образование концентрационной неоднородности приводит к возникновению напряжений, а так как для бедных по углероду участков мартенситная точка лежит выше температуры изотермической выдержки, то пластическая деформация приведет к - а-превращенпю ио мар-тенситной реакции. Превращение 7 0 при бейнитном превращении по мартенситному типу является его характерной особенностью и подтверждается тем, что образование бейнита сопровождается появлением рельефа на полированном шлифе. [c.270]

Таким образом само 7 а-иревращение при бейнитном превращении происходит по бездиффузпонному механизму, но оно подготавливается диффузионными процессами в аустените и эти диффузионные процессы определяют скорость бейнитной реакции. [c.270]

При высоких температурах, т. е. при небольшом переохлаждении относительно равновесной температуры Рч а-перехода, превращение происходит обычным диффузионным путем, а при значительном переохлаждении и, следовательно, при низкой температуре, когда подвижность атомов мала — по бездиффу- [c.511]

При больших скоростях охлаждения можно подавить нормальные диффузионные превращения (например, распад твердого раствора). В этом случае сплав после охлаждения будет состоять из метастабилыюй при низкой температуре фазы, устойчивой при высокой температуре. [c.105]

Как следует из диаграммы изотермического образования аусте-нита в эвтектоидной стали, ири повышении температуры превращение перлита в аустенит резко ускоряется. Эго объясняется, с одной стороны, ускорением диффузионных нроцессов, а с дру1 ой — увеличением градиента концеитрации в аустепите. [c.154]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...