Сплавы замещения

Общая схема теории такого типа распада без конкретизации модели, объясняющей причины отрицательности U , может быть построена аналогично теории распада сплава замещения на два раствора измененных концентраций ). [c.191]

Изложим здесь развитую в работе [3] теорию такого типа распада сплава замещения металлов А и В, в междоузлия кристаллической решетки которого внедрено относительно малое количество атомов какого-либо третьего элемента С. Пусть сплав имеет ГЦК решетку и атомы С внедрены в ее октаэдрические междоузлия. Рассмотрим слзгчай, когда при достаточно низких температурах из этого твердого раствора выпадает химическое соединение С с А и В, причем на г атомов С приходится з атомов А и В. Допустим, что атомы А и В могут присутствовать в исходном сплаве с любыми концентрациями. Один из частных случаев такого распада был рассмотрен термодинамически в работе Фастова и Финкельштейна 4], где предполагалось, что в исходном сплаве имеется малая [c.224]

В настоящее время можно считать установленным, что для металлов и сплавов замещения основным механизмом диффузии является вакансионный механизм, при котором находящиеся на узлах атомы в результате теплового возбуждения переходят в соседние вакантные узлы. [c.238]

Определим эту зависимость методом средних энергий для диффузии атомов С по октаэдрическим междоузлиям неупорядоченного сплава замещения А — В с ОЦК решеткой в случае малой концентрации атомов С. Добавим к обозначениям (8,8) для взятых с обратным знаком энергий взаимодействия Щс и Нвс атомов А с С и В с С на расстояниях а/2 и а/У2 обозначения г ас и v- a соответствующие расстоянию а [c.276]

При этом зависимость степени дальнего порядка ц от Т и Сд определяется уже не из (11,7), а из соответствующего уравнения, выведенного во втором приближении теории Кирквуда, зачитывающей корреляцию в сплавах замещения ). Из формулы (29,28) видно, что она переходит в (29,18), если в квадратных скобках (29,28) второе слагаемое мало по сравнению с единицей и им можно пренебречь. Следовательно, учет корреляции не будет существенным при высоких температурах, при Сд или Св, близком к единице, или в случае, когда атомы С имеют близкие энергии взаимодействия с атомами А и В, т. е. 2, 2 и 2" малы. Кроме того, входящее в (29,28) выраже- [c.296]

Протекание диффузионного потока внедренных атомов при их химической диффузии по междоузлиям сплава замещения должно оказывать влияние на диффузионные процессы, происходящие на узлах решетки, а эти процессы в свою очередь влияют на диффузию в подрешетке междоузлий. Теория взаимного влияния диффузионных процессов на узлах и на междоузлиях, развитая в рамках общего феноменологического формализма, основанного на применении уравнений (23,32), была развита в [20] и привела к интересной возможности перераспределения атомов на узлах решетки при химической диффузии внедренных атомов. Такой эффект был обнаружен экспериментально при изучении взаимодействия сплавов цирконий — ниобий с азотом. В образцах сплавов при поглощении азота наблюдалось перераспределение атомов циркония и ниобия между центральной и приповерхностной областями, причем [c.319]

Наибольшей склонностью к образованию твердых растворов замещения обладают металлы, благодаря особенностям металлической связи, обезличивающим внешнюю электрон-йую оболочку. Примерами сплавов замещения являются латунь Си—Zn, бронза Си—Sn, инвар Fe—Ni, нихром Ni—Сг, дюралюминий А1—Си—Mg, мельхиор Си—Ni и многие другие сплавы. Твердые растворы внедрения образуются при сплавлении некоторых металлов с легкими элементами Н, О, N, С, В. Примером твердого раствора внедрения является углеродистая сталь — сплав железа с углеродом. [c.169]

Однако в некоторых случаях ( 1.2—1.5) все же может существовать нечто, напоминающее не вполне точно определенную кристаллическую решетку. Например, в случае сплава замещения уже нельзя сказать, что в узлах г и г + окажутся атомы одного и того же сорта, но можно, однако, утверждать, что в любом узле решетки будет находиться тот или иной атом. Может случиться и так, что многие атомы окажутся в узлах или вблизи узлов идеальной решетки, в которой заметная часть узлов сдвинута со своих мест или вообще отсутствует. В таких случаях обычно очень полезными оказываются те или иные приближения, полученные путем достаточно хитрого использования теории групп. [c.15]

Простейший тип беспорядка реализуется в сплаве замещения. В идеальном кристалле часто оказывается возможным заменить атом элемента А (например, серебра) атомом другого элемента В (например, золота) почти без всякого искажения кристаллической решетки. Это явление, которое наблюдается для различных элементов в металлах, полупроводниках и ионных кристаллах, играет очень важную роль в металлургии и в других областях материаловедения. Если узлы, в которых происходит замещение атомов А атомами В, сами по себе не образуют регулярную решетку, то мы имеем пример беспорядка замещения. [c.18]

К изучению важных физических следствий, обусловленных взаимодействием между атомами различного типа в сплаве, обычно при ходится рассматривать проблему беспорядка как таковую. В подобных случаях модель сплава замещения представляет собой не более чем первый шаг в решении самосогласованной задачи. Видимо, лучше говорить о ячеистом беспорядке, подчеркивая тем самым изменение свойств топологически упорядоченной решетки при переходе от ячейки к ячейке при этом обходится вопрос об идеальном физическом замещении одной компоненты сплава другой. [c.19]

На практике эта простота несколько затемняется двумя важными факторами. Во-первых, химические элементы в большинстве своем представляют собой смеси изотопов, характеризуемых различными длинами рассеяния. Помимо когерентной дифракции для которой значение Ъ в формуле (4.16) нужно заменить теперь средней длиной рассеяния атомов в смеси 6, наблюдается еще фон некогерентной дифракции ), интенсивность которой пропорциональна дисперсии длины рассеяния Ъ" — ( >) . Рассматривая смесь изотопов как совершенно неупорядоченный сплав замещения ( 4.5), можно показать, что эта компонента, к счастью, не зависит от направления вектора q и, следовательно, не мешает изучению структуры. Эта практически важная особенность рассматривается почти во всех учебниках (см., например, [3]). [c.156]

Отсюда с очевидностью следует, что одно лишь наблюдение картины рассеяния рентгеновских лучей или нейтронов еще ничего не говорит об отдельных парциальных структурных факторах и, следовательно, дает весьма ограниченную информацию о жидкости, стекле или твердом сплаве. Предположим, однако (как это делается в теории конформных растворов, 2.13), что мы имеем дело с совершенно неупорядоченным сплавом замещения. Тогда все парциальные структурные факторы можно считать одинаковыми и факторизовать первое слагаемое. Итак, если [c.163]

В НЕУПОРЯДОЧЕННЫХ СПЛАВАХ ЗАМЕЩЕНИЯ [c.166]

Многие свойства металлов и сплавов сильно зависят от наличия, количества и распределения различных дефектов кристаллической решетки. Вакансии на узлах обуславливают диффузию в металлах и сплавах замещения. Внедренные в междоузлия атомы, также являющиеся точечными дефектами решетки, широко используются на практике для создания материалов с требуемым сочетанием свойств (большое влияние, которое оказывают внедренные атомы на свойства сплавов, уже было рассмотрено во введении). Дислокации обеспечивают протекание процессов пластической деформации. Всевозможные дефекты решетки, являющиеся препятствиями дви-зкепию дислокаций, используются для создания высокопрочных материалов. Электрооопротивление металла 3 л. л. Смпгипп [c.33]

Из (3,32) может быть определен равновесный радиус Го, если известны радиусы Г1, гг и постоянные упругости о, X и Развиваемая в таком направлении теория, базирующаяся на модели упругого изотропного включения, применялась к рассмотрению ряда вопросов, таких как влияние количества атомов растворенного элемента на энергию раствора, его постоянные упругости, среднюю постоянную решетки, отклонение от линейной концентрационной зависимости постоянной решетки (от правила Богарда) в сплавах замещения ). В этих случаях для п, Г2, а также постоянных упругости матрицы и включения принимались значения, соответствующие чистому растворителю и веществу, атомы которого являются точечными дефектами. [c.60]

Здесь = 2уав — г АА — ь вв — энергия смешения, называемая энергией упорядочения (если > 0) или распада (если 1У < 0) сплава ). Согласно (2,19) зависимость с от Т в неупорядоченном сплаве замещения имеет такой же вид, как и для чистых металлов, но роль энергии образования вакансии играет величина = и , являющаяся квадратичной функцией Сд. В случае чистого металла А (при Ад = А, Ав = 0) формула (2,20) в рассматриваемом приближении переходит в (2,6). Из (2,20) видно, что для упорядочивающихся сплавов, т. е. способных упорядочиваться при более низких температурах (к >>0), кривая зависимости от Сд обращена выпуклостью от оси Сд, а для распадающихся сплавов (н < 0)—к этой оси. В первом случае эта кривая может иметь максимум, а во втором — минимум при значении Сд , удовлетворяю- [c.73]

Определение равновесной концентрации вакансий может быть проведено и в случае бинарного неупорядоченного сплава замещения металлов А и В. Воспользуемся в простейших предположениях моделью парного взаимодействия атомов в ирнближепип ближайших соседей, пренебрегая корреляцией в сплаве и эффектом обогащения атомами какого-либо сорта соседних с вакаисиямн коордпиацпонных сфер. Не будем рассматривать и влияние давления па концентрацию вакансий. Пусть в сплаве на А узлах находится Ад атомов А, Ав атомов В п Пв вакансий (А — Ад-)-Ав-Ь п ). Вероятности замещения узлов атомами А, В и вакансией, равные соответствующим относительным концентрациям, определяются формулами [c.74]

Метод точек ветвления был применен для исследования влияния давления па упорядочение не только в сплавах замещения [9—12], по п па упорядочение внедренных атомов в сплавах виедреппя (см., например, [16]). Энергпп взаимодействия атомов в разных координационных сферах считались функциями расстояния меящу атомами, которое изменяется с давлением. Поскольку вид кривой равновесия определяется энергетическими параметрами теории, а эти последние зависят от давления, то давление изменяет вид кривой равновесия. В результате этого тип возникающих при понижении температуры сверх- [c.175]

В [18] были исследованы условия стабильности различных фаз твердого раствора, а именно условия потери термодинамической устойчивости неупорядоченной фазы, связанные с возникновением упорядоченного состояния, т. е, с появлением статических концентрациюниых волн, а также условия устойчивости отиосительпо образования антифазных доменов. Применение этих условий дает возможность в каждом конкретном случае сплавов замещения или внедрения найти возможные типы сверхструктур, которые могут возникнуть из данной неупорядоченной фазы, а также исследовать особенности фазовых переходов. [c.180]

В сплавах рассмотренного выше типа корреляция, вообще говоря, имеет место между замещениями различных узлов атомами А и В, между замещениями узлов атомами А и В и менщоузлий атомами С, а также между замещениями атомами С различных междоузлшг. Первый вид корреляции относится к узлам и хорошо изучен в теории упорядочения сплавов замещения. Третий вид (на междоузлиях) в ряде случаев оказывается песуществепны.м, например, для сплавов с малой концентрацией внедренных атомов. Поэтому рассмотрим здесь корреляцию между замещениями узлов и междоузлий, причем лишь для частного случая неупорядоченного сплава. [c.210]

Для получения условий равновесия двух фаз, образующихся при распаде, заметим, что в 20 такая модель применялась при определении свободной энергии обеих фаз — растворов внедрения атомов С в междоузлия сплавов замещения А — В. Поэтому можно взять выражения (20,1) — (20,3) для энергии и (20,4) для числа различимых перестановок атомов, записанные в 20 как для первой, так и для второй фаз, использовав их для рассматриваемой здесь первой фазы (твердого раствора), полагая =1. Таким образом, обозначая через соответственно конфигурационную знергию и число раз--личимых перестановок атомов для первой фазы, получим [c.225]

Перейдем в этой главе к более сложным случаям, когда диффузия внедренных атомов проходит по междоузлиям кристаллической решетки, образованной находящимися па узлах атомами разных сортов. При этом могут быть рассмотрены случаи перемещения атомов, внедренных в меяодоузлия как неупорядоченных, так н упорядоченных сплавов замещения. [c.274]

В связи с этим на первый взгляд может показаться странным, что экспериментальные исследования диффузии внедренных атомов в сплавах замещения приводят обычно к зависимостям 1п О от 1/Г, не имеющим значительных отклонений от прямолинейности. С этим связан тот факт, что при таких экспериментальных исследованиях понятие энергии активации в ряде случаев применяется и к диффузии по междоузлиям сплавов замещения. Как будет показано ниже, такая ситуация объясняется тем, что в реальных сплавах отклопспия от прямолинейности оказываются заметными лишь в весьма широком температурном интервале, не всегда реализуемом на опыте, или же при резких изменениях в протекании процесса диффузии, имеющих место, например, при температуре упорядочения сплавов. Нелинейные зависимости 1ц от Т были действительно обнаружены экспериментально в ряде сплавов рассматриваемого типа. [c.275]

Из сказанного выше следует принципиально важный вывод о том, что при диффузии по междоузлиям ) в сплавах замещения нормальной законной зависимостью 1пЛ от 1/Г следует считать пелинсйную зависимость, а пе рассматривать отклопепия от линейности, как аномалии, как отклонения от априори обязанного выполняться закона Аррениуса (по существу неприменимого к таким сплавам). [c.275]

Это относятся такя о п к вакансионному ме. санпзму диффузии ио узлам сплавов замещения. [c.275]

Первый из этих методов применялся уже в 8, 25 и 26 для определения средних энергетических параметров в сплавах. Суть его заключается в том, что вместо явного учета всех возможных конфигураций атомов вокруг диффундирующего атома и его энергий при этих конфигурациях ему приписывается среднее значение потенциальной энергии по всем положениям того типа, в котором он находится. Например, для неупорядоченного сплава замещения А — В, в котором внедренные атомы С занимают менщоузлия только одного типа, принимается, что все эти междоузлия энергетически эквивалентны, т. е. атом С имеет в них одинаковую энергию. Эквивалентны будут и перевальные точки, т. е. в данном приближении при диффузии атом С будет преодолевать одинаковые потенциальные барьеры средней высоты. [c.276]

Метод конфигураций позволяет более точпо решить задачу об определении коэффициента диффузии в сплаве, так как предусматривает явный учет всех возможных конфигураций атомов разного сорта на узлах вокруг междоузлий и перевальных точек. Число таких конфигураций оказывается достаточно велико, и задача значительно усложняется. Тем нс менее этот метод дает воз-молшость найти более точную зависимость коэффициента диффузии от температуры и состава сплава, а в упорядоченных сплавах более детально исследовать влияние степени порядка на диффузию. Сравнение результатов применения двух методов к задачам диффузии показывает, как будет выяснено дальше, что основные качественные особенности диффузии внедренных атомов в сплавах замещения могут быть получены и менее точным, но значительно более простым методом средних энергий. [c.279]

В этой главе будут рассмотрены вопросы кнпетикп процессов перераспределения атомов по междоузлиям, связанные с определением зависимости концентраций внедренных атомов в междоузлиях разных типов от времени при различных температурах металла. В случаях, когда внедренные атомы размещаются но междоузлиям решетки сплава замещения, эти концентрации зависят еще от состава и параметров порядка па узлах. [c.321]

Как уже указывалось выше (см. 24 и 27), некоторым оправданием этому служило то, что разница мен1-ду этими множителями значительно менее существенна, чем между высотами потенциальных барьеров, стоящих в показателях экспоненциальных функций, а в сплавах замещения еще и близость действующих на атом С полей, создаваемых атомами А и В. Теперь, при изучении кинетики выясняется, кроме того, что если бы вероят- [c.327]

Обращают на себя внимание малые значения толщины диффузионной зоны, составляющие единицы атомных монослоев, что не соответствует физ ическим представлениям о механизме объемной взаимодиффузии. Указанное противоречие разрешается, если принять, что наряду с вакансионным механизмом массотереноса в сплавах замещения заметный вклад в общий диффузионый поток (особенно при комнатной температуре) дает массоперенос по линейным и плоским дефектам структуры — дислокациям и межзеренным границам. [c.90]

Изотермическое превращение, обнаруженное в некоторых сплавах замещения на основе железа, интерпретировалось как превращение, включающее гомогенное термическое зарождение. Более распространенные атермические превращения также могут быть приписаны термическому зарождению, если максимальная скорость зарождения при рассматриваемом переохлаждении слишком велика, чтобы его можно было подавить закалкой. Быстрое изменение скорости образования зародышей с температурой может в этом случае привести к тому, что чуть выше Mg скорость зарождения будет слишком малой, чтобы могло происходить заметное изотермическое превращение, а при Ms она станет настолько большой, что начало превращения фактически не будет зависеть от скорости охлаждения. С этой точки зрения Mg является просто температурой, при которой термическое зарождение становится очень быстрым (например, 1 см сек ), а изотермическое превращение наблюдается только в сплавах, в которых максимальное значение / у носа С-кривой не достигает этой величины. Проведенное Кауфманом и Коэном [73] детальное исследование показало, однако, что эта гипотеза оказывается несостоятельной в частности, она не может объяснить обнаруженное снижение температуры Ms (но мере увеличения содержания никеля в железони-келеЬых сплавах) вплоть до очень низких температур. [c.333]

Зинеровская релаксация относится к явлениям неупругости металлов и впервые была исследована Зинё-ром [2] в альфа-латуни и позднее обнаружена во многих других сплавах замещения. Такого рода релаксация заключается во внутренней Перестройке атомов сплава поД действием приложенного напряжения (см. последний обзор Новика и Серафима 3], в котором рассматриваются экспериментальные данные по различным сплавам и теория зинеровской релаксации). [c.357]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...