Сплавы замещения-внедрения

СПЛАВЫ ЗАМЕЩЕНИЯ - ВНЕДРЕНИЯ [c.80]

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]

Кремний и железо также являются в большинстве сплавах примесями, однако влияние их (т. е. железа и кремния) значительно менее резкое, чем примесей, внедрения, так как они образуют раствор замещения. В соответствии с этим содержание указанных элементов в сплавах допускается более высокое (железа от 0,07 до 0,3% и кремния от 0,04 до 0,10% в зависимости от марки сплава). [c.520]

Твердые растворы вычитания, или растворы с дефектной кристаллической решеткой, в отличие от твердых растворов замещения и внедрения, образующихся на основе чистых металлов и имеющих кристаллическую решетку одного из компонентов сплава, могут возникать на основе химических соединений с сохранением их кристаллической решетки. При этом атомы растворяемого компонента замещают в кристаллической решетке определенное количество химических соединений. [c.32]

Образование в результате ионного легирования в поверхностных слоях твердых сплавов мелкодисперсных фаз новых химических соединений (в том числе высокопрочных нитридов, боридов и т.п.) и формирование твердых растворов замещения или внедрения. Подбирая соответствующим образом химический состав ионного пучка, можно изменять в нужном направлении химический и фазовый состав поверхностных слоев модифицируемых материалов. [c.176]

При изучении сплавов внедрения с любой степенью заполнения междоузлий важно знать, как распределены внедренные атомы по междоузлиям разного типа и с какой скоростью изменяется их распределение после нарушения равновесия, например, после закалки. Эти вопросы были теоретически рассмотрены выше для случая внедрения в решетку металла и упорядочивающегося сплава в предположении, что концентрация внедренных атомов достаточно мала, чтобы можно было пренебрегать случаями замещения ими соседних междоузлий. Однако существует большое количество фаз внедрения, в которых концентрация внедренных атомов не мала, и это предположение уже несправедливо. [c.338]

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]

Как показано выше, в бинарных сплавах замещения процессы образования новой фазы в твердом растворе протекают через зонную стадию. Наибольший практический интерес, однако, представляет механизм фазовых превращений в тройных сплавах замещения - внедрения, в частности сплавах железа о карбидообразующими элементами, осажденных из электролитов с углеродсодержащими добавками. Применение экономнолегированных электролитических сплавов, оостав которых соответствует однофазной области диаграммы состояния, весьма перспективно для покрытий деталей машин вследствие упрочняющего эффекта в процессе выделения специальных карбидов при отжиге [53]. [c.80]

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]

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]

Техничес1си чистые металлы, к которым относятся конструкционные материалы, всегда содержат в структуре примесные атомы внедрения и/или замещения (рис. 2.1, г), являющиеся дефектами не только физической, но и химической природы. Примесные атомы замещения располагаются в узлах кристаллической решетки, замещая атомы основного металла. Примесные атомы внедрения располагаются в междоузлиях кристаллической решетки (рис. 2.1, г). При образовании сплавов атомы внедрения появляются в том случае, если отношение атомных диаметров растворенного и основного металлов не превышает 0,59. [c.25]

Растворы замещения внедрения можно различить один от другого, измеряя период решетки и плотность сплава. Первые работы в этом направлении были выполнены Бэйном и Оуэном, а также Престоном. [c.128]

Легируя сплав элементами, которые образуют твердые растворы замещения, можно получить лучшее сочетание свойств вязкости и пластитчноси, чем металле, содержащем примеси внедрения. Поэтому элементы внедрения следует считать вредными примесями, и содержание их ограничивают в технических сплавах. [c.520]

Для решения этой задачи большое значение приобретает разработка оптимальных методов поверхностного легирования, таких, как термодиффузионная обработка, электроискровое легирование, ионная имплантация, электронно-лучевая обработка, которые позволяют обрабатывать поверхности, непосредственно соприкасающиеся с рабочими средами, расширяют возможности и эффективность использования катодных покрытий. Перспективным методом поверхностного легирования металлов и сплавов является ионная имплантация. Она позволяет регулировать толщину легированного слоя, концентрацию вводимых компонентов, их распределение по глубине за счет изменения энергии и рпзы внедрения. Толщина имплантированного слоя в зависимости от энергии может составлять от 0,1 до 3 мкм. Изменение коррозионной стойкости после ионной имплантаций происходит за счет обеспечивания пассивного состояния при имплантации металлами, разупрочнения структуры, приводящего к повышению сродства поверхности к кислороду, изменения дефект-но сти решетки. При этом важно, что для повышения защитных свойств вводимый элемент может образовывать с защищаемым металлом или сплавом метастабильный твердый раствор внедрения или замещения в широком диапазоне концентраций. [c.73]

Проводниковые материалы представляют собой металлы и сплавы. Металлы имеют кристаллическое строение. Однако основное свойство кристаллического тела — анизотропность — не наблюдается у металлов. В период охлаждения металла одновременно зарождается большое количество элементарных кристаллов, образуются кристаллиты (зерна), которые в своем росте вступают в соприкосновение друг с другом и приобретают неправильные очертания. Кристаллиты приближаются по своим свойствам к изотропным телам. Высокая тепло-и электропроводность металлов объясняется большой концентрацией свободных электронов, не принадлежащих отдельным атомам. При отсутствии электрического поля равновероятны все направления теплового движения электронов в металле. Под воздействием электрического поля в движении электронов появляется преимущественное направление. При этом, однако, составляющая скорости электрона вдоль этого направления в среднем невелика, благодаря рассеянию на узлах решетки, Рассеяние электронов возрастает при уведичении степени искажения решетки. Даже незначительное содержание примесей, таких как марганец, кремний, вызывает сильное снижение проводимости меди. Другой причиной снижения проводимости металла или сплава может явиться наклеп— т. е. волочение, штамповка и т. п. Твердотянутая проволока имеет более низкую проводимость, чем мягкая, отожженная. При отжиге происходит рекристаллизация металла, сопровождающаяся повышением проводимости. Ее величина приближается к первоначальной благодаря восстановлению правильной формы кристаллической решетки. Во многих случаях желательно получение проводникового материала с низкой проводимостью такими свойствами обладают сплавы — твердые растворы двух типов. Твердыми растворами замещения называют такие, в которых атомы одного из компонентов сплава замещают в кристаллической решетке второго компонента часть его атомов. В твердых растворах внедрения атомы одного из компонентов сплава размещаются в пространстве между атомами второго, расположенными в узлах кристаллической решетки. Если атомы первого и второго компонентов сплава близки по размерам и строению электронных оболочек [c.272]

Изложенная выше теория распределения внедренных атомов С по междоузлиям и атомов А и В по узлам решетки сплава А — В — С была развита без учета корреляции между замещениями атомами разных положений. Между тем оостояние упорядочения характеризуется не только параметрами дальнего порядка р и г], но и параметрами корреляции, определяющими связь между вероятностями замещения различных положений в решетке атомами того или иного сорта. Даже в неупорядоченном состоянии сплава (когда ц = ц = 0) сохраняется ближний порядок, степень которого определяется параметрами корреляции. В связи с этим следует отметить, что при исследовании взаимного влияния размещений атомов на узлах и на междоузлиях наряду с рассмотренным в [c.209]

Следуя работам [1, 2], рассмотрим раснадаюпщйся сплав металлов А и В типа замещения с ГЦК решеткой, в октаэдрические междоузлия которой внедрено относительно небольшое количество атомов примеси элемента С. Ограничимся здесь случаем, когда обе фазы, получающиеся после распада, являются твердьпйи растворами измененных концентраций, причем имеют геометрически такую же кристаллическую решетку, как исходный сплав. Концентрации атомов С в этих фазах будем считать малыми, т. е. не рассматриваем здесь пока слзшай выделения (при распаде) химического соединения элемента С с металлами А и В. Расчет проведем в рамках той же упрощенной модели, которая была принята в 16, но для более сложного случая тройного сплава А — В — С. При рассмотрении внедренных в менодоузлия атомов С явно примем во внимание все возможные конфигурации ближайших атомов А и В, окружающих эти междоузлия. [c.215]

Перейдем теперь к рассмотрению диффузии внедренных атомов сорта С по октаэдрическим меяудоузлпям бинарного упорядочивающегося сплава А — В типа р-лату-ни, явно учитывая различные конфигурации атомов А и В, окру кающих диффундирующий атом, в рамках упро-щешю11 модели диффузии, принятой в 28, и, в частности, не нршшмая во внимание корреляцию между замещениями узлов атомами А и В. Такая теория была развита в работе [2]. [c.286]

Как обычно, характеризуем дальний порядок в сплаве степенью порядка т] = 2 (рд — Са)) где рд — вероятность замещения атомов А узла первого типа и Сд — относительная атомная концентрация компонента А на узлах. Воспользуемся результатами теории диффузии внедренных атомов в сплавах, развитой в приближении средних энергий (см. 28). Как было показано в 28, средние высоты потенциальных барьеров АИ12 для перехода атома С из положения ЛГ1 в Л/г и АВ21 для обратного перехода, а также их разность Аи определяются формулами (28,12). Входящие в них величины и и определены выражениями (28,13) и (8,11), причем ю является энергетической постоянной, а и — линейной функцией концентрации Сд. [c.329]

Основные уравнения указанных теорий дисперсного упрочнения приведены в табл. 6. Экспериментальная проверка этих теорий затруднительна, так как необходимо четко выделить вклад дисперсного упрочнения, исключив при этом влияние таких параметров, как границы зерен, субструктура, твердорастворное упрочнение элементами замещения и элементами внедрения и т. д. Поэтому большая часть экспериментальных работ по проверке теорий дисперсного упрочнения выполнена на монокристаллах сплавов [141,146, 169]. Достаточно корректные результаты, как показано в работе [170], можно получить при исследовании некоторых поликриеталлических сплавов, например ниобиевых, механические свойства которых несущественно зависят от размера зерна и субзеренной структуры [171]. Влияние остальных факторов на предел текучести может быть сведено до минимума соот- [c.75]

При постоянных параметрах испытания (сечение образца, скорость деформирования) на порог хладноломкости оказьшают влияние следующие факторы а) размер зерна (чем крупнее зерно, тем выше порог хладноломкости) б) наличие второй фазы, в особенности дисперсной (приводит к повышению порога хладноломкости) в) чистота металла (ее повышение, в особенности по примесям внедрения, способствует понижению порога хладноломкости) г) образование твердых растворов замещения (как правило, оно приводит к повышению порога хладноломкости, впрочем, имеются важные исключения из этого положения - никель в сплавах железа, рений в сплавах молибдена и др.). [c.29]

При описании влияния степени чистоты металла (содержания щжмесей внедрения) в первом разделе этой главы в основном использованы данные [51] о сплавах ванадия. Поскольку чистота металла не оказывает существенного влияния на коррозионную стойкость в отличие от многих других свойств (как было указано выше), этот вопрос не интересовал исследователей и данных по влиянию чистоты на коррозионную стойкость тугоплавких металлов в литературе мало. Ниже рассматривается влияние элементов, образующих твердые растворы замещения, на коррозионную стойкость тугоплавких металлов. [c.47]

Смотреть страницы где упоминается термин Сплавы замещения-внедрения : [c.7] [c.10] [c.15] [c.17] [c.27] [c.181] [c.181] [c.182] [c.274] [c.274] [c.278] [c.327] [c.688] [c.70] [c.218] [c.227] [c.273] [c.35] [c.296] [c.90] [c.356]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...