Сегрегация

Сварка осуществима только в нижнем положении, после сварки рекомендуется проковка шва при температуре 550—800° С и последующее охлаждение в воде, так как быстрое охлаждение предотвращает сегрегацию Сн. О по границам зерен и охрупчивание металла. [c.349]

Посторонние примеси имеют тенденцию собираться у линейных дислокаций и дырок по границам зерен. Роль этих сегрегаций в процессе электрохимической коррозии металлов может быть различной увеличение растворимости металла, облегчение образования питтингов в местах скопления дислокаций (субграницах), изменение характера коррозионного разрушения. [c.327]

Согласно сказанному выше, сталь, прошедшая холодную механическую обработку, корродирует в природных водах с той же скоростью, что и отожженная [1]. Однако в кислотах скорость коррозии нагартованной стали увеличивается в несколько раз (рис. 7.1). Традиционно многие авторы приписывали этот эффект остаточному напряжению в металле, которое увеличивает склонность к коррозии. Но эта интуитивная концепция, вероятно, неверна, так как остаточная энергия, приобретенная в результате холодной деформации (по калориметрическим данным обычно <7 кал/г), недостаточна, чтобы обусловить значительное изменение энергии Гиббса [3]. Вероятно, наблюдаемое увеличение скорости коррозии обусловлено скорее сегрегациями атомов углерода или азота по дефектным местам, образовавшимся вследствие пластической деформации (рис. 7.2), чем влиянием самих дефектов (рис. 7.3). На этих участках водородное перенапряжение ниже, чем на цементите или на железе [2], и это, возможно, наиболее важный фактор. Второстепенными факторами являются [c.130]

Помимо изотермической диффузии, описываемой уравнениями законов Фика (8.110), перенос атомов может возникнуть под действием различных температур, т. е. в неоднородном температурном поле. Такая неизотермическая диффузия может вызвать перераспределение или сегрегацию компонентов сплава в температурном поле, созданном термическим циклом сварки. Это будет особенно заметно для элементов, обладающих высокой подвижностью, например, для водорода Н. [c.304]

В процессе роста зерна мигрирующие границы захватывают примесные атомы, увеличивая их концентрацию на периферии зерен (сегрегация примесей). Степень сегрегации зависит от граничной концентрации, температуры, физической природы примеси и других факторов. В случае, если концентрация примесей на границе зерна превышает пределы растворимости, возможно образование в пограничной зоне легкоплавких эвтектических фаз или даже химических соединений. [c.463]

Наиболее вероятное место расположения этих включений — зоны упругого искажения кристаллических решеток и места скопления дефектов физического строения, так как эти зоны обладают повышенным уровнем потенциальной энергии. Сосредоточение в них примесей приводит к снижению внутренней энергии и повышению степени равновесности всей системы. Иными словами, движущая сила образования сегрегаций имеет термодинамическую основу. [c.464]

При травлении границы зерен проявляются в виде четкой тонкой линии шириной около 10 мкм, т. е. на два порядка меньшей, чем ширина зон срастания (рис. 13.11). Эффект травления границ связан со скоплением примесей в результате процесса их сегрегации в приграничных зонах с искаженной решеткой. В случае малого количества примесей в металле или быстрого охлаждения, когда диффузионный процесс сегрегации не успевает произойти, эффект травления ослабевает или исчезает полностью. На свободной, чистой от оксидов поверхности границы зерен выявляются в виде канавок термического травления. Канавки образуются в результате местной пластической деформации, вызванной уравновешиванием сил граничного и поверхностного натяжения. Термическое травление не связано с сегрегацией примесей, поэтому оно выявляет границы в низколегированных сплавах и чистых металлах, а также в случае больших скоростей охлаждения после затвердевания литого металла. [c.503]

Перераспределение примесей и легирующих элементов в сплавах происходит в период их пребывания в температурных областях, когда существует заметная диффузионная подвижность этих элементов. При этом возможны два противоположных процесса выравнивание концентрации элементов по объему — гомогенизация, или их накопление на отдельных структурных составляющих, границах зерен и скоплениях дефектов кристаллической решетки — сегрегация. [c.507]

Перераспределение элементов между объемом зерен и их границами имеет сложный характер и зависит от температуры. Предельное развитие процесса — образование так называемой равновесной сегрегации элементов на границах зерен, которая оценивается отношением равновесных концентраций элементов на границе Сгр и в объеме зерна Са. Согласно теоретическим представлениям Сг.р возрастает по мере снижения температуры (рис. 13.15). В реальных условиях нагрева или охлаждения действительная или неравновесная сегрегация на границах Сг.н начинает развиваться при температурах выше температуры заметной диффузионной подвижности растворенного элемента Т . [c.508]

Рис. 13.15. Схема развития неравновесной сегрегации растворенного элемента на границах зерен при изменении температуры в процессе нагрева (слева) и в процессе нагрева и охлаждения (справа)

Одновременно с перераспределением элементов по телу зерен возможна их сегрегация на границах зерен. Однако, учитывая [c.515]

При многослойной сварке легированных и мартенситно-ста-реющих сталей в метастабильном состоянии будут находиться закаленные ранее сваренные слои шва и их ОШЗ. Последующий нагрев при наложении очередных слоев до температур неполной перекристаллизации и до может быть весьма длительным. В этих условиях возможно достаточно полное развитие процессов отпуска, перестаривания и др. В некоторых легированных сталях при температурах 570...770 К развивается отпускная хрупкость, связанная с сегрегацией примесей, в частности фосфора, на границах аустенитных зерен. В мартенситно-старею-щих сталях с углеродом до 0,08% в диапазоне температур [c.517]

При охлаждении в области высоких температур в шве и в ЗТВ, находящихся в аустенитном состоянии, продолжают развиваться ряд процессов, начавшихся на этапе нагрева гомогенизация, рост зерна и др. Некоторые процессы изменяют свое направление. Так, по мере охлаждения усиливается сегрегация примесей на границах зерен, а у мартенситно-стареющих сталей при условии медленного охлаждения возможно выпадение карбо-нитридов и карбидов хрома при температурах ниже 1320... 1220 К. Основной процесс в сталях при охлаждении, окончательно определяющий микроструктуру и свойства металла сварных соединений,— превращение аустенита. [c.518]

Использование количественного анализа магнитных эффектов позволило найти количество углерода в этих состояниях. В частности, на ранних стадиях термообработки отпуском большая часть углерода стали (не менее 60% от общего количества) находится в свободном состоянии в виде сегрегаций в местах наибольшей концентрации дислокаций. [c.68]

Сегрегация примесей при кристаллизации может быть причиной образования смежных слоев состава с несколько различающимися межатомными расстояниями. Это различие вызывает появление упругих напряжений. При определенной разнице в межатомных расстояниях соседних слоев энергетически выгодным может стать их сопряжение путем возникновения дислокаций на границе между соседними слоями. [c.104]

Барьерный механизм эстафетной передачи деформации от зерна к зерну дополнительно затрудняется в о. ц. к. металлах вследствие того, что они склонны к сильной сегрегации примесей (углерод, азот, кислород) по границам зерен. Твердость существенно выше вблизи границ зерен. Так, в меди и алюминии, которые не склонны к столь существенной сегрегации, как о. ц. к. металлы, такого изменения твердости не наблюдается. Наличием барьерного эффекта можно объяснить появление резкого порога текучести, характерного для о. ц. к. поликристаллов. [c.230]

Металлы с о. ц. к. решеткой в отличие от металлов с г. ц. к и гексагональной решетками обнаруживают сильную температурную зависимость предела текучести ниже 0,2 Тая- Заметное влияние на предел текучести при температурах выше 7"= (0,30,4) Гил оказывает также скорость деформации. У поликристаллического металла с о. ц. к. решеткой предел текучести обычно выражен более четко, чем у монокристалла, так как граница зерна препятствует движению дислокаций, а сегрегация примесей на границе зерна усиливает барьерный эффект. [c.233]

В формулах (142), (145), (147) и (148) величина оо или То учитывает сопротивление движению дислокаций в теле зерна. Величина этого напряжения зависит от сил Пайерлса—Набарро и наличия препятствий для продвижения дислокаций в плоскости скольжения (леса дислокаций, чужеродных атомов, частиц дисперсной фазы и других дефектов). Указанные факторы как бы моделируют силы трения, преодолеваемые дислокацией при движении ее в пределах зерна, поэтому эти напряжения названы напряжениями трения . Параметр (То (или то) можно представить в виде суммы составляющих, величина ky характеризует трудность передачи скольжения, т. е. эстафетной передачи деформации от зерна к зерну, и, таким образом, зависит от состояния границы. В частности, повышение степени закрепления дислокационных источников в области границы при сегрегации примесей внедрения в о. ц. к. поликристаллах сопровождается ростом Xd и, следовательно, k . Поэтому Xd и ky для о. ц. к. металлов достаточно велико (см. табл. 11), хотя величина т имеет вследствие особенностей скольжения в о. ц. к. решетке более низкое значение, чем для г. ц. к. металлов. Большое значение ky определяет сильную зависимость (Гт от величины зерна. [c.242]

СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЛИТЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ АНИЗОТРОПИЯ ПЛАСТИЧЕСКИХ свойств. От деформированного металла слиток отличается большей степенью структурной и химической неоднородности 1) плотность литого металла или сплава ниже из-за наличия макро- и микропустот, располагающихся вблизи головной и осевой частей слитка. Слитки кипящей стали имеют развитую зону подкорковых пузырей. Подкорковые пузыри, часто выходящие к поверхности, могут встречаться и в слитках других сталей, особенно при нарушении технологии выплавки 2) в слитках сталей и сплавов, полученных обычными методами выплавки, часто наблюдается значительная сегрегация вредных примесей (серы, фосфора и т. д.), особенно вблизи головной и осевой его частей 3) для крупных слитков характерно интенсивное развитие дендритной ликвации 4) в слитках двух- и многофазных сталей и сплавов вторая фаза образует включения, часто окаймляющие отдельные кристаллы. [c.500]

Красноломкость обусловлена сегрегацией по границам зерен различных соединений легкоплавких (оксиды, сульфиды) соединений и легкоплавких металлов (свинец, олово, сурьма) хрупких (карбиды, нитриды и т. п.). [c.514]

Характер разрушения в том и другом случае одинаков механизм влияний — различный. Сегрегация примесей — процесс диффузионный, поэтому факторы, облегчающие диффузию, способствуют красноломкости. В силу этого одной из причин рекристаллизационной хрупкости могут, видимо, служить вакансии, образующиеся на стадии первичной рекристаллизации (см. гл. VII). [c.514]

Сегрегация легкоплавких соединений способствует оплавлению границ и понижению их прочности по сравнению с телом зерна. Разрушение происходит с образованием блестящей оплавленной поверхности. Такие явления наблюдаются, например, в сталях. [c.514]

Серебро чистотой 99,99 % после, горячего выдавливания обладает очень хорошей пластичностью (рис. 16) [1]. Литое серебро такой чистоты имеет пониженную пластичность при 600—650 °С, что следует отнести за счет сегрегации примесей по границам зерен. [c.44]

Область В — (А/ т)мин<А/й т< 13. Наблюдается почти полный распад упорядоченного течения частиц в ядре потока возникает градиент скорости, радиальные перемещения, вращение и сегрегация частиц. Одновременно увеличивается разрыхленность всего слоя, плотность его несколько падает, а окрашенный слой при его движении вдоль канала разрушается. Однако [c.294]

Появление хрупкости II рода наиболее вероятно связано с сегрегацией атомов некоторых элементов (главным образом, фосфора) на [ рапицах зерен, и обогащением поверхностных слоев зерна этими. элемента.ми без выделении избыточных мелкодисперсных фаз (карбидов, фосфидов и т. д.). Обогащение пограничных зон фосфором, снижающим работу образования межзереныых трещин, приводит к развитию отпускной хрупкости. Чем чище сталь от примесей, тем меньше ее склонность к отпускной хрупкости. [c.190]

В отличие от углеродистой стали, глубокая деформация тех-ническогб никеля на холоду не вызывает значительного повышения скорости его коррозии в кислотах [4], следовательно, в данном случае на сегрегациях примесей не возникают катодные участки с низким водородным перенапряжением. [c.132]

Очевидно, что границы зерен металла становятся возможными путями растрескивания, когда атомы углерода или азота (но не Feg ) образуют сегрегации по границам зерен. Чистое железо не подвержено КРН. В железе (>0,002 % С) [14] или прокатанной стали (0,06 % С), закаленных от 925 °С, концентрация атомов углерода вдоль границ зерен достаточна, чтобы вызвать склонность к КРН. Низкотемпературный отжиг (например, при 250 °С в течение 0,5 ч) приводит к равномерному выпадению карбида, что освобождает границы зерен от углерода и повышает устойчивость металла к КРН. При более длительном нагревании или при более высоких температурах, например 70 ч при 445 °С, происходит миграция дефектов (вакансий) к границам зерен дефекты увлекают с собой атомы углерода, в результате чего сталь снова приобретает склонность к КРН. С другой стороны, устойчивость к КРН может быть вызвана и холодной обработкой. При этом разрушаются непрерывные цепи сегрегаций и, что более важно, образуются дефекты, имеющие большое сродство к углероду и затрудняющие миграцию углерода по сегрегациям. [c.135]

Позднее эта точка зрения была распространена и на металлы, которые не образуют интерметаллидных соединений, но для которых характерно изменение фаз йли образование сегрегаций легирующих элементов или примесей в вершине трещины в ходе пластической деформации вследствие градиента состава здесь образуются гальванические элементы. Варианты этой теории содержат предположение, что трещины образуются механически и что электрохимическое растворение необходимо только для периодического сдвига барьеров при росте трещины [25]. Но хрупкое разрушение пластичного металла вряд ли возможно в вершине трещины. Кроме того, было показано, что удаление раствора Fe lg из трещины, образованной в напряженном монокристалле ujAu, сопровождается релаксацией напряжений в кристалле и —. .в результате —немедленным прекращением растрескивания, сменяющимся пластической деформацией [26]. Аналогичным образом, трещина, распространяющаяся в напряженной нержавеющей стали 18-8, погруженной в кипящий раствор Mg lj, останавли- [c.138]

Легирование алюминия магнием увеличивает склонность сплава к КРН, особенно, если содержание Mg превышает 4,5 %. Для ослабления воздействия, по-видимому, необходимо проводить медленное охлаждение (50 °С/ч) сплава от температуры гомогенизации, чтобы произошла коагуляция -фазы (AlgMga) последний процесс ускоряется при введении в сплав 0,2 % Сг [29]. Эделеану [30] показал, что катодная защита приостанавливает рост трещин, которые уже возникли в сплаве при погружении в 3 % раствор Na l. При старении сплава при низких температурах максимальная склонность к КРН отмечалась перед тем, как была достигнута наивысшая твердость. Эти данные аналогичны приведенным выше для дуралюмина. Поэтому Эделеану предположил, что склонный к КРН металл вдоль границ зерен не является равновесной р-фазой, ответственной за твердость сплава. По его мнению, склонность к КРН в области границ зерен связана с сегрегацией атомов магния, и этот процесс предшествует образованию интерметаллического соединения. По мере старения склонность к КРН уменьшается, так как выделение Р-фазы в области границ зерен идет с потреблением металла, содержащего сегрегированные атомы магния. Сходным образом, вероятно, можно объяснить поведение сплавов алюминия-с медью. [c.353]

Химическая неоднородность в зоне сплавления и в около-шовной зоне. Рекристаллизационные процессы, происходящие при сварке в околошовной зоне, как правило, сопровождаются перераспределением примесей, что иногда приводит к развитию химической неоднородности, особенно на границе с жидким металлом, в зоне полуоплавленных зерен. Процессы, связанные с перераспределением примесей в твердом состоянии, в отличие от ликвационных чаще называют сегрегационными, а образующиеся места скопления примесей — сегрегациями. [c.461]

Деформационное старение развивается после х0Л0Д 10Й деформации при последующей выдержке при нормальной температуре и особенно при нагреве до относительно невысоких температур (например, для технического железа до 470 К). Деформационное старение возможно как в слабо пересыщенных, так и равновесных сплавах типа твердых растворов внедрения, в которых не происходит закалочное старение (например, в железе с содержанием углерода менее 0,006% и азота менее 0,01%). Механизм деформационного старения отличен от закалочного. Деформационное старение связано не с выделением какой-либо фазы, а с сегрегацией растворенного элемента на дислокациях, образовавшихся в процессе деформации. На них образуются облака Коттрелла. При последующей пластической деформации для движения дислокаций необходимо вырывание их из облаков Коттрелла. Последнее требует повышения усилий для деформирования, что и служит причиной упрочнения сплава. [c.500]

Сегрегация примесей на границах (рис. 97, s) различна для мало- и большеугловых границ, свидетельствуя о различии в структурах этих границ. Повышенная сегрегация для большеугловых границ связана с обра- [c.167]

Известно несколько основных физических процессов, обусловливающих взаимодействие между точечными дефектами и дислокациями. Так, упругое взаимодействие обусловливает миграцию атомов примеси в областях ядра дислокаций и приводит к образованию сегрегаций (облака Коттрелла). Энергия взаимодействия дислокаций с примесями внедрения о. ц. к. решетки высокая ( 0,55 эВ для углерода и азота в а-же-лезе), а в г. ц. к. решетке низкая (Я = 0,08 эВ для водорода в никеле). Вакансии в металлах с кубической решеткой не вызывают заметных объемных искажений и не создают дальнодейству-ющих полей сдвиговых напряжений. Поэтому обычно взаимодействие между дислокациями и вакансиями в этих металлах слабое (f =0,02 эВ). [c.222]

Металлы, имеющие о. ц, к. решетку, группы VIA (вольфрам, молибден и хром) более подвержены хрупкому разрушению, чем металлы группы VA, и имеют более высокие температуры перехода, например для вольфрама 200—400° С. Однако еслп указанные металлы имеют меньшую степень чистоты, то происходит хрупкое разрушение по границам зерен (межзеренное разрушение). По мере увеличения степени чистоты, достигаемой зонной очисткой, вид разрушения изменяется. При этом разрушение становится внутризеренным и происходит для вольфрама и молибдена по плоскостям 001 и определяется в первую очередь величиной поверхностной энергии, которая согласно модифицированному выражению Гриффитса (160) и (161) может составлять значительную часть полной энергии. Однако при большем содержании примесей поверхности скола совпадают с границами зерен, так как сегрегация примесей понижает поверхностную энергию, т. е. = 2епр— з, г. Поверхностная энергия 2е р, требуемая для разрушения, уменьшается па величину энергии границ зерен з. г. Кроме того, значение впр уменьшается благодаря присутствию примесей, так как (епр)граииц< (enp) ooi . В результате разрушение становится межзеренным. Примером такого перехода от внутризеренного к межзеренному хрупкому разрушению (вследствие появления сегрегаций примесей по границам зерен) является охрупчивание железа при малых концентрациях фосфора и кислорода. [c.430]

Применение новых методов выплавки — электрошла-кового переплава, вакуумной, дуговой и индукционной, электроннолучевой зонной плавок — позволяет получить сплавы более высокой чистоты и с меньшей сегрегацией компонентов. Снижение содержания газов и примесей цветных металлов, а также неметаллических включений уменьшает анизотропию свойств, особенно в температурном интервале горячей деформации. Применение двойного вакуумно-дугового переплава приводит к уменьшению коэффициента анизотропии механических свойств сплава ХН55ВМТКЮ при 1150°С от 1,2 до 1,15. [c.502]

Так, например, в сплавах А1 -Си при естественном или низкотемпературном искусственном старении (ниже 100... 150 С) образуются зоны Гинье-Престона 1 (ГП-1). На начальной стадии в пересыщенном а - твердом растворе образуются объемы (сегрегации), обогащенные атомами меди. Они представляют собой пластинчатые или дисковые образования диаметром 4.. 6 нм и толщиной несколько атомных слоев. [c.122]

В механизме окислительного изнашивания важную роль играют строение окисных пленок и их механические свойства. Строение и свойства пленок окислов в значительной степени зависят от их толщины. Тонкие сплошные пленки (1-10) 10 м, как правило, образуются при невысоких и умеренных температурах. Однослойная окалина (окисная пленка) образуется только на чистых металлах с постоянной валентностью, например на алюминии и никеле. Металлы с переменной валентностью (железо, медь, кобальт, марганец), имеющие различные степени окисления, могут давать многослойнук окалину - несколько окисных фаз, отвечающих различным степеням окисления. Порядок расположения слоев от внешней к внутренней поверхности будет соответствовать убыванию содержания кислорода в каждой окисной фазе. Однако эти же металлы в определенных условиях окисления могут образовывать практически однофазные слои, отвечающие одной степени окисления. Более сложная картина наблюдается при окислении сплавов. Металлы, входящие в состав сплавов, обладают различным сродством к кислороду. Это обстоятельство и разная скорость диффузии металлов в пленке окислов обусловливают более или менее сильную сегрегацию атомов металла в окисной пленке. В сложных сплавах при окислении происходит обогащение или обеднение пленки окислов элементами, входящими в сплавы. При этом степень обогащения ИЛИ обеднення зависит от сродства металла к кислороду и от скорости диффузии металла в слое окисла. [c.131]

Выделения легкоплавкой фазы по границам зерен появляются при концентрации примеси, превышающей растворимость ее в твердом металле при малой растворимости красноломкость наступает вследствие наличия очень малых концентраций примесей. Установлено, что локальное содержание примеси по границам зерен может на порядки величин превышать общее ее содержание в металле. Сегрегация примесей особенно заметна при наличии неметалличес ях при.месей внедрения. Этому важному вопросу вполне обоснованно уделяется большое внимание [1], поскольку отрицательное влияние примесей сказывается даже при содержании их в количествах, меньших 0,001 %, т. е. в металлах высокой чистоты. Даже 0,0004 % В1 понижают пластичность меди, а при общем его содержании 0,0025 % на границах кристаллитов меди находится 17 % В1. Научные исследования, проведенные на недостаточно чистых металлах, не только бесполезны, но даже вредны, так как могут привести к неверным выводам. Малорастворимые примеси (висмут, сера) особенно опасны. Растворимость фосфора в меди на несколько попяд-ков выше, чем упомянутых выше элементов, а его содержание ограни- [c.26]

Вредное влияние серы на очень чистую медь сказывается при меньшей концентрации. При наличии 0,0002 % 5 и менее медь не подвержена межкристаллитному окислению при любых температурах. Межкрис-таллитная сегрегация серы достигает 3—11 % даже при очень малом общем ее содержании (0,0012 %) в бескислородной меди. Нельзя сог- [c.38]

Теория сварочных процессов (1988) -- [ c.461 ]

Справочник по металлографическому тралению (1979) -- [ c.41 ]

Диаграммы равновесия металлических систем (1956) -- [ c.155 , c.373 ]

Коррозия и защита от коррозии (2002) -- [ c.23 , c.24 , c.25 , c.26 ]

Технология органических покрытий том1 (1959) -- [ c.107 ]

Физическое металловедение Вып II (1968) -- [ c.0 ]

Температура и её измерение (1960) -- [ c.142 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...