Cтраница 4
Различие в подвижности молекул обусловливает разный механизм диффузии в жидком и твердом состояниях. Для жидкого и газообразного состояний характерен так называемый групповой механизм диффузии, заключающийся в том, что молекула перемещается вместе с соседними молекулами, которые могут одновременно раздвигаться и предоставлять место другим молекулам. В твердых телах диффузия осуществляется только путем элементарных перескоков атомов на соседние свободные места, которые всегда имеются в теле вследствие несовершенства строения реальных кристаллов. Поэтому диффузия - - в твердых телах протекает значительно медленнее, чем в жидкостях и газах. Коэффициент диффузии при испарении веществ изменяется незначительно, а при плавлении - в сотни тысяч раз. [46]
В чугуне имеются включения, поры, пустоты. В кристаллической решетке также имеются несовершенства на границах раздела фаз и на границах зерен. Несовершенства строения создают возможность для зарождения центров. [47]
Даже строение чистого металла не удается охарактеризовать простыми величинами. Кроме атомнокристаллической структуры, существенное значение имеет характеристика зерна, так называемая тонкая структура металла, состояние поверхностей раздела, в частности границ зерен. Уже простое изменение кристаллографической ориентировки зерна приводит к изменению свойств границ, а следовательно, всего поликристаллического вещества. Большое значение для поведения металла в условиях воздействия внешних нагрузок имеет несовершенство строения кристаллической решетки металла. [48]
Процесс состоит из зарождения центров кристаллизации ( зародышей) аустенита и постепенного роста кристаллов аустенита вокруг этих центров. Центры кристаллизации ( зародыши) аустенита прежде всего образуются на поверхности раздела феррита и пластинок или зернышек цементита. Это объясняется тем, что в пограничных областях между частицами цементита и ферритной основы сосредоточивается большое количество дислокаций, вакансий, промежуточных атомов, атомов примесей и других несовершенств строения решетки, а также имеется избыток свободной поверхностной энергии. Все это наряду с близостью цементита создает здесь благоприятные условия для диффузии углерода и образования аустенита. Образующийся при этом аустенит имеет около 0 8 % углерода. [49]
Наблюдения, позволяющие разрешить детали атомного размера, возможны с помощью дифракционных методов при использовании излучения, длина волны которого сравнима с величиной разрешаемого размера. Для этой цели наиболее удобным представляется дифракция электронных волн с применением магнитной или электростатической фокусировки. Принципиально возможно при использовании соответствующей оптической системы электронного микроскопа получить снимок кристаллической решетки. Расшифровка соответствующих снимков связана с двумя задачами: 1) необходимо преодолеть трудности теоретического и вычислительного характера для определения реальной структуры кристалла из экспериментальных данных, относящихся к обратному пространству; 2) необходимо учитывать несовершенство строения реального кристалла. Это важно потому, что дифракционные методы приводят к усредненному эффекту для всего облучаемого объема или, другими словами, к сглаживанию несовершенств. [50]
До недавнего времени операции пластической деформации рассматривались в основном как связанные с формоизменением. Хотя и ранее было известно, что энергия, затрачиваемая на деформирование, больше энергии, выделяемой в процессе деформирования, после пластической деформации эту накопленную энергию из металла изгоняли. Затем, приступая к термической обработке вновь осуществляли процессы, приводящие к метастабильному состоянию, обеспечивающему высокую прочность. Только понимание роли, которую играют несовершенства строения в процессах структурообразования и формирования многих важнейших струк-турночувствительных свойств ( главным образом механических), металлов и сплавов, позволило создать фундамент для развития термомеханической обработки. [51]
Превращение перлита в аустенит начинается с зарождения на границе цементитной и аустенитной пластинок перлита кристаллика новой фазы - аустенита. В чистом железе такое превращение оказывается возможным только при 911 С или выше. На границе феррита и цементита превращение облегчается тем, что в новую кристаллическую решетку аустенита устремляется углерод из цемен-титных пластинок. Он занимает центр гранецентрированной элементарной кристаллической ячейки аустенита и как бы расклинивает ее. По границам между цементитом и ферритом сосредоточено большое количество дислокаций, вакансий и свободных узлов кристаллической решетки. Несовершенства строения кристаллической решетки облегчают диффузию углерода и обеспечивают благоприятные условия для образования аустенита. [52]