Сегрегация на границе зерен

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

При стоке дислокаций к границам зерна эти скопления могут транспортироваться дислокациями (в зависимости от температурной подвижности водорода), образуя сегрегации на границах зерен. При достижении определенной величины давления водорода на межзеренной границе могут выделяться гидриды. Гидрид титана, судя по его высокому давлению диссоциации [15], очень неустойчивое соединение. [c.73]

Исследованиями этими же методами выявлена значи тельная сегрегация на границах зерен легирующих эле ментов (хрома, никеля, марганца и др), которые значи тельно увеличивают термодинамическую активность приме сей и их приток к границам Молибден и вольфрам при оптимальных содержаниях не сегрегируют к границам Вследствие падения поверхностной энергии межзеренного сцепления более чем на порядок происходит разрушение стали по границам аустенитных зерен [c.119]

Приведенная выше формула оказалась справедливой для различных примесей, способных к сегрегации также и по границам зерен [12]. Исследования проводили на свежеприготовленных зернограничных изломах. Методом ОЭС и ионного травления определяли глубину сегрегации. Было показано, что все примеси, в том числе 5Ь, Р, 5п, концентрируются в пределах узкой приграничной зоны (1—4 атомных слоя) ([14], рис. 7.14). Степень обогащения границы примесью обратно пропорциональна объемной концентрации и изменяется в широких пределах (табл. 7.2). В большинстве случаев степень развития отпускной хрупкости можно было прямо связать с сегрегацией на границах зерен (в первую очередь фосфора и его химических аналогов — сурьмы, мышьяка и др.). [c.158]

Фосфор. Фосфор склонен к сегрегации на границах зерен [c.61]

СЕГРЕГАЦИЯ НА ГРАНИЦАХ ЗЕРЕН В СПЛАВАХ ЖЕЛЕЗА [c.131]

Склонность к задержанному разрушению существенно зависит от склонности примесей к образованию сегрегаций на границах зерен аустенита перед закалкой. На рис. 5.9, а представлены результаты [140] влияния температуры аустенитизации на сопротивление задержанному разрушению чистой стали [c.221]

Зарождение в процессах выделения и подобных им превращениях часто начинается главным образом на границах зерен или дислокациях. О причинах этого мы говорили выше при рассмотрении гетерогенного зародышеобразования (разд. 2.2), однако Б данном случае имеются еще дополнительные причины, объясняющие, почему такие места особенно благоприятны для зарождения. В частности, это связано с тем, что растворенные атомы имеют тенденцию к сегрегации на границах зерен и дислокациях даже тогда, когда основной объем исходной фазы является устойчивым (см. ФМ-3, гл. I, разд. 6.1) если же исходная фаза становится мета-стабильной, эта тенденция заметно возрастает. Этот эффект особенно ярко выражен в случае примесей внедрения, которые сильно взаимодействуют с дислокациями. Так, например, электронномикроскопические и кинетические исследования выделения углерода в а-железе в интервале температур 0—170° С указывают, что часть избыточного углерода сегрегирует сначала к дислокациям и что зарождение дискретных частичек карбидной фазы происходит благодаря флуктуациям концентрации углерода вдоль дислокаций. Лишь впоследствии эти частицы растут за счет атомов углерода, поступающих непосредственно из объема матрицы (а-железа). [c.255]

Сегрегация на границах зерен [c.418]

Для получения информации о склонности различных элементов к сегрегации на границах зерен в железе используют также метод измерения свободной энергии границ зерен в зависимости от состава сплава [266]. При таком подходе мерой склонности элемента к зернограничной сегрегации является угол наклона кривых зависимости свободной энергии границ зерен от концентрации данного элемента в объеме в соответствии с изотермой адсорбции Гиббса для границ зерен [134]. До разработки прямых аналитических методов исследования химического состава поверхностей этот метод являлся наиболее эффективным при оценке сегрегационной способности различных элементов. [c.26]

Эти данные представляют интерес потому, что отпускной хрупкости оказалось подверженным кремнистое железо с примесью фосфора (Ре + 2,5 % 81 + 0,06 % Р), имеющее ОЦК решетку, т.е. представляющее собой ск раствор, во всей температурной области существования твердой фазы. Следовательно, специфическое влияние примесей на развитие обратимой отпускной хрупкости не связано с особенностями их растворимости и сегрегации на границах зерен в аустените. Результаты этого исследования показали, что принципиально те же процессы обогащения границ зерен фосфором возможны в феррите, не содержащем границ исходного аустенитного зерна. [c.37]

Равновесной считают [32] такую сегрегацию на границах зерен, а в общем случае - на внутренних поверхностях раздела, при которой химический потенциал поверхностно-активной примеси одинаков в приграничной зоне и на удалении от нее. Такая сегрегация характеризует [c.42]

В случае определения величины равновесных сегрегаций на границах зерен, необходимо в составе Q помимо выигрыша упругой энергии учитывать также величину энергии границ. [c.95]

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)

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]

Особого упоминания заслуживает один специальный класс ра--створенных примесей, а именно ингибиторы рекомбинации водорода, такие как 8, Аз, 8Ь и другие. Сегрегация этих элементов на границах зерен может стимулировать вызванное водородом межкристаллитное разрушение, и поскольку межкристаллитное разрушение является распространенным проявлением коррозионного воздействия среды, то в будущих исследованиях присутствию и разделению названных примесей должно быть уделено большое внимание. Первые работы, выполненные для сталей [И, 12 являются предвестниками аналогичных исследований на аустенитных нержавеющих сталях, алюминиевых и титановых сплавах. На сплавах никеля такие эксперименты уже проводятся [246, 257, 264]. Ингибиторы рекомбинации водорода могут сегрегировать и на поверхности раздела выделяющихся на границах зерен частиц интерметаллидов, ослабляя эти поверхности. Возможно также поглощение примесей частицами интерметаллидов [264]. [c.119]

Измельчение зерна понижает порог хладноломкости 4о). На рис. 80, б показано влияние величины зерна стали на температурный порог хладноломкости. Чем крупнее зерно, тем выше порог хладноломкости. Для устранения интеркристаллитного (межзеренного) хрупкого разрушения и понижения надо уменьшать скопление примесей в приграничных объемах (сегрегацию без выделения) и образование на границах зерен хрупких фаз (чаще химических соединений), особенно в виде сплошной сетки. [c.115]

Проблема сохранения наноструктуры бьша предметом многостороннего рассмотрения. Считается, что наличие нано- и микро-пор (см. рис. 3.32), пограничные сегрегации, двух- или многофазные наноструктуры, уменьшение поверхностной энергии на границах зерен, образование пересыщенных твердых растворов, со- [c.99]

Частота выделений на границах зерен с увеличением степени разориентировки уменьшается. Это объясняется следующим образом. Скорость зарождения на границах зависит от Числа преимущественных мест (дислокаций) и от энергии активации зарождения. С увеличением разориентировки число мест возрастает. Но увеличение плотности дислокаций, перекрытие полей напряжения в конце концов уменьшает упругую энергию и энергию активации. С увеличением разориентировки плотность дислокаций возрастает линейно, в то же время энергия активации входит в экспоненту уравнения зарождения, поэтому с увеличением угла разориентировки скорость зарождения уменьшается. Дополнительное влияние оказывает уменьшение степени сегрегации на границах при увеличении степени разориентировки, что также приводит к увеличению энергии активации. [c.240]

Влияние сегрегаций на границах зерен на мехо-криотаппитвую коррозию и коррозионное растрескивание аустенитных нержавеющих сталей 25 [c.29]

Полная растворимость углерода в твердом растворе поликристалла складывается из растворимости в неискаженной кристаллической решетке и растворимости в дефектных участках ее. Наибольшей способностью к растворению примесных атомов углерода и наибольшей долей в общем объеме растворения обладают такие крупнейшие дефекты решетки, как границы зерен и дислокации. Поскольку на дислокациях при их плотности в 10 см-2 может осесть от 6-10 до 3-10 % ат. углерода от общего состава стали, что в сотни раз меньше возможных равновесных сегрегаций на границах зерен, попытаемся определить способность к растворению углерода только по границам. При изотермической обработке сталей типа 18 Сг-10 N1 и 18Сг-25Н1с различным содержанием углорода после достаточно длительного времени выдержки при сенсибилизирующем отпуске (450—850°С) было установлено, что нижним пределом выпадения карбидов является содержание углерода в стали, равное 0,005% (по. массе) [20, 49, 70]. Видимо, такая концентрация соответствует полной растворимости углерода в стали типа 18 Сг-10 N1. На границах зерен при этом также не было обнаружено карбидных частиц, хотя ясно, что при столь длительных выдержках концентрации углерода там были близки к равновесным. Следовательно, равновесные концентрации не превышали предела растворимости углерода на границах. Но, с другой стороны, известно, что растворимость углерода в этом диапазоне температур всегда ниже величины равновесных концентраций. [c.100]

Попытка найти универсальное объяснение низкотемпературного разрушения интерметаллидов была предпринята Уэстбруком и Вудом [7], которые разработали метод изучения сегрегации растворенных примесей на границах зерен с помощью измерения микротвердости, подробно описанный в [8, 9]. Было установлено, что сегрегирующими примесями являлись кислород или азот, которые либо присутствовали в исходных образцах, либо абсорбировались во время термообработки. Уэстбрук и Вуд считают, что концентрация растворенных газовых примесей на границах зерен приводит к их заметному упрочнению, наиболее вероятным механизмом которого является образование твердых растворов [9]. Это, по мнению авторов [7, 8, 9], доказывается межкристаллит-ным разрушением образцов соединений и резким повышением [c.290]

Капуе [170] сообщил о существовании зависимости между отпускной хрупкостью и величиной зерна аустенита в низколегированных хромоникелевых сталях. Были исследованы две стали (0,3% С 3% Ni 0,75% Сг), содержащие вредные примеси фосфор и цинк. Склонность к отпускной хрупкости сталей с фосфором и цинком усиливается с ростом зерна аустенита (сегрегация элементов на границах зерен) точно также температура перехода ударной вязкости улучшенной хромоникелевой стали с повышенным содержанием примесей зависит от величины у-зерна. Эта же сталь без загрязнений приобретает отпускную хрупкость как при 450, так и при 600° С. Полученные результаты указывают на то, что повышение температуры перехода при росте зерен у-фазы объясняется присутствием примесей. На основании данных работы [170], можно заключить, что предпочтительное растравливание границ зерен аустенита при травлении водным раствором пикриновой кислоты наступает лишь тогда, когда отпускная хрупкость вызывается малым содержанием фосфора. Таким образом, чтобы отпускная хрупкость проявилась при отпуске, необходимо определенное отношение числа сегрегаций на границах к величине зерна. [c.152]

Как правило, экспериментальные значения свойств хорошо согласуются с представлениями об идеальной поверхности раздела. Значения модуля упругости подчиняются правилу смеск [48]. Из-аа ряда синергических эффектов прочность композитов алюминий—бор может на 20—30% превышать расчетные значения [42, 81]. Однако лишь несколько исследователей проводили структурный анализ [5, 32, 82]. Блюхер и др. [5], исследуя поверхность раздела в композите алюминий—бор после изготовления, не обнаружили на ней следов взаимодействия (рис. И). В композите А17075—бор Свенсон и Хэнкок [82], а также Хэнкок [32] наблюдали четкие поверхности раздела, на которых отсутствовали микропоры, но имела место сегрегация выделений (она наблюдалась и на границах зерен в матрице). В непосредственной близости от границ зерен в матрице располагались зоны, свободные от выделений у поверхностей раздела они отсутствовали [82]. Субструктура поверхностей раздела в системах тугоплавкий металл — карбид металла исследована сравнительно мало это направление развивается медленнее, чем исследование механических свойств [9, 21, 55—57, 60, 63—65]. [c.245]

Во-вторых, механизм охрупчивания действует при температурах ниже температуры конца мартенситного превращения Мка (393 К). Он феноменологически сходен с отпускной хрупкостью мартенсита, описанной выше (см. рис. 2), которая, как полагают, имеет химическое происхождение. Действительно, свидетельством образования сегрегаций по границам зерен являются результаты микрорентге-носпектрального анализа, представленные на рис. 5,в. Природа этого охрупчивания является загадкой, поскольку оно происходит при очень низких температурах (<393 К) и незначительной сегрегации, на что указывают данные микрорентгеноснектрального анализа. Это явление нуждается в дальнейшем изучении. [c.267]

Кроме того, молибденовый эмиттер ядерного ТЭП должен иметь также высокую чистоту, так как примеси во многих случаях являются причиной снижения выходных параметров ТЭП при длительных испытаниях. Такая деградация эмиссионных свойств может вызываться миграцией примесей на поверхность с изменением работы выхода, а также сегрегацией примесей на границах зерен с появлением микротрещин, которые нарушают герметизацию или увеличивают тепловое и электрическое сопротивление. Молибден наиболее пригоден также для анодов коллекторов ядерных ТЭП [150]. При этом все горячие детали ТЭП из молибдена должны тщательно дегазироваться, так как растворенные газы могут не только изменять работу выхода электронов, но также участвовать в транспортных реакциях, с помощью которых происходит перенос материала эмиттера на анод, что и является причиной постепенной деградации и закорачивания преобразовательного диода. Более подробнЬ все эти требования к применению молибдена в ТЭП будут рассмотрены в следующей главе. [c.17]

Падение пластичности молибдена после рекристал-лизационного отжига некоторые авторы [28, 206] связывают с сегрегацией примесей внедрения на границах зерен. Чем больше зерно, тем меньше межзерен-ная поверхность и больше удельная концентрация примесей внедрения на этой поверхности. Вследствие этого ослабляется связь между зернами, и металл начинает хрупко разрушаться межкристаллитным образом. [c.48]

Имеются многочисленные экспериментальные данные, свидетельствующие как о термической стабильности наноструктур, так и об их активной рекристаллизации даже при комнатных температурах. В последнее время появились работы (см. обзор [3]), в которых делается попытка оценить роль различных факторов роста зерен применительно к наноматериалам. Теоретически показано, например, что инжекция вакансий внутрь зерен, которая имеет место при движении межзеренной границы, повышая свободную энергию системы, делает термодинамически невыгодным рост зерен, но только в определенном интервале размеров последних. Наличие тройных етыков, доля которых в структуре наноматериала значительна (см. рис. 2.3, б), также замедляет рост зерен. Таким же образом действуют поры, сегрегации на границах и сжимающие напряжения. В то же время неоднородное начальное распределение зерен по размерам и растягивающие остаточные напряжения инициируют рост зерен. Здесь также следует иметь в виду, что в случае легированных наноструктур влияние размера кристаллитов на интегральную свободную энергию О может быть немонотонным [3, 82]. Характер зависимости 0= /(Т) означает, что из-за существования минимума при Т рит рост зерен в интервале Ь < Крит становится, так же как и в упомянутом выше случае инжекции вакансий, термодинамически невыгодным. [c.100]

На качество аморфных лент также влияет температура закалки. На сплавах железа, палладия и титана показано, что повышение температуры расплава при постоянной скорости охлаждения понижает их плотность, увеличивает коэффициент термического расширения и электросопротивление [434]. Структура и качество аморфных лент зависят также от среды, окружающей ленту при литье. Так, ленты сплава FeAl25, отлитые в вакууме, состоят из грубых полигональных зерен (15 мкм), распространяющихся на всю толщину ленты (20 мкм), а отлитые в гелии под давлением 1,1 10" Па имеют зерна размером 5—6 мкм [435]. Такое влияние среды связывают со вторичным охлаждением (охлаждение твердой ленты после ее отрыва от колеса). Добавки в FeAl25 бора ограничивают рост зерен в процессе охлаждения в вакууме, так как частицы боридов препятствуют миграции границ зерен структура в присутствии бора становится более столбчатой, величина зерен, а также различие в величине зерен лент, отлитых в вакууме и в гелии, уменьшаются. В сплаве с 0,1% бора у свободной стороны лент наблюдали сегрегацию бора по границам зерен, а при содержании бора 1% она наблюдается по всему сечению лент. На границах зерен появляются включения фазы РезВ. [c.272]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...