 |
Наличие диффузной границы, движущейся с помощью винтовых дислокаций.
|
|
|
|
- Соотношение скоростей зарождения и роста. Чем больше переохлаждение, тем меньше зерно. Понятие критического размера зародыша.
  |
- Влияние скорости и направления отвода тепла, частиц (центров кристаллизации), конвекционных токов жидкости и т.д. Древовидные кристаллы (дендриты) со стволом, от которого идут ветви.
Наружная зона 1 отливки - мелкозернистая корка.
Зона 2 – столбчатые кристаллы, зона 3 - равноосные кристаллы. Усадочные раковины, сконцентрированные (спокойная сталь) и разбросанные по объёму слитка (кипящая сталь). Обработка давлением.
-
- Зонная плавка.
Общая схема превращений в твёрдых фазах
- Большинство превращений с гетерогенным зародышеобразованием и ростом при наличии поверхностей раздела.
-
- Промежуточная структура зародышей. Предвыделения.
-
- Гомогенные реакции. Упорядочение.
-
- В обоих случаях – термически активируемое перемещение атомов, нескользящие границы раздела одинаковых фаз (контроль поверхностью раздела) и разных фаз (контроль диффузией).
-
- Когерентные (двойниковые) границы при малых поверхностях раздела. Влияние деформаций. Большеугловые границы некогерентны, малоугловые – полукогерентны.
-
- Мартенситные превращения при правильном расположении атомов с переходом к другому расположению координированным перемещения без смены соседей в условиях однородных деформаций. Независимость скорости от Т. Влияние Т на размер области. Границы - скользящие.
Примеры превращений в твёрдом состоянии
Полиморфные превращения
- Без изменения состава.
- Обнаруживаются в 20 металлах и в большом числе химических соединений.
- Механизм - образование и рост зародышей, при большом переохлаждении (закалке) – мартенситный. В первом случае скорости значительно меньше скоростей кристаллизации, но больше скоростей превращений в твёрдых фазах с изменением состава. Скорость превращений можно изменять в широких пределах, переохлаждая или перегревая материал.
|
|
|
- изменением объёма
- в сплавах могут протекать более сложным путём
2. Упорядочение.
- В большинстве сплавов - переход 1 рода. Происходит путём образования и роста зародышей. Сверхструктуры Cu3Au и Ni3Mn образуются в течение часов или недель соответственно. Антифазные границы раздела.
- Иногда переход 2 рода. Такой переход в b-латуни происходит настолько быстро, что его скорость протекания нельзя измерить, и гомогенно с одновременным обменом атомов по всей решётке
- Изменение свойств сплава даже при ближнем упорядочении. Известен эффект направленного ближнего упорядочения в магнитомягких материалах. Практическое использование влияния направленного ближнего упорядочения.
-
3. Выделения из пересыщенного твердого раствора .
- Процесс выделения типа «пересыщенный a-твёрдый раствор ® a+b» обычно наблюдается при быстром охлаждении сплава ниже температуры существования равновесной a-фазы (перевод в метастабильное состояние).
- Переход в стабильное состояние с образованием непрерывных, прерывистых и низкотемпературных выделений.
· Непрерывное выделение - одновременно во всей системе с зарождением изолированных кристаллов b-фазы, которые растут, пока в a-растворе есть избыток растворённых атомов.
· Прерывистое выделение - кристалл разбивается на области. Одни образуют ячейки с равновесным a+b-состоянием, в других сохраняется пересыщенная a-фаза.
· Низкотемпературное выделение (при небольшом различии размеров атомов и при большом пересыщении раствора)- явления предвыделения и дисперсионного твердения. Образование зон Гинье-Престона (кластеров), а также не видимых с помощью металлографии и рентгенографии выделений. Упрочнение и увеличение твёрдости. Нагрев переводит кластеры в мелкие видимые выделения со снижением прочности и твёрдости (явления возврата и старения).
|
|
|
Мартенситные превращения
- Мартенсит – форма структуры с высокой твёрдостью – возникает во многих быстро охлаждаемых сталях, чистых металлах и сплавах в процессе особого класса превращений.
-
- Отделён от остального объёма плоской границей или образует чечевицеобразное тело (в монокристаллах).
-
- Велика упругая энергия выделений. Термодинамическая движущаяся сила преодолевает её при сильном переохлаждении.
-
- Закалка с высокой скоростью - при прохождении областей с другими равновесными формами.
- Внешние напряжения увеличивают движущую силу превращения. Структурные изменения напоминают механическое двойникование. Форма двойников схожа с формой мартенситных пластин.
-
- Пути образования зародышей мартенсита: классическое зарождение за счёт термических флуктуаций; «замораживание» флуктуаций состава, являющихся докритическими при высоких Т и закритическими после закалки до низких Т; атермически активируемое распределение дефектов, приводящее к конфигурациям, близким к мартенситу.
-
- Рост бездиффузионный с сохранением пересыщенного состояния. Поверхность раздела фаз когерентна или полукогерентна. Механизм - сдвиговый, возникающие напряжения определяют кинетику процесса, а перемещения атомов не превышают их размера. Искажения решётки меняют её симметрию (к примеру, переход из кубической в тетрагональную). Скорости роста велики (более 105 см/с). Полное подавление нельзя обеспечить даже при самых больших скоростях закалки.
-
- Существует интервал температур мартенситного превращения. Характерные температурные точки зависят от состава сплава. Внешние упругие напряжения повышают температуру образования мартенсита.
|
|
|
