Cтраница 4
С в течение 10 мин в стали сохраняется много пор. Наряду с залечиванием в стали происходят сфероидизация и коалесцен-ция микропор. Механизм усадки графитизированной стали имеет много сходного с тем, который имеет место при спекании порошковых композиций. Беспористая корка при залечивании пор в предварительно графитизированной стали не возникает. [46]
Большое влияние могут оказывать примеси, образующие с основным веществом разнородные твердые растворы. Они могут как ускорять рассматриваемые процессы, так и тормозить их. Сток вакансий при залечивании пор может происходить в зависимости от природы1 основного вещества через катионную или через анионную подрешетку. Увеличение концентрации вакансий в той подрешетке, через которую идет сток, может быть достигнуто введением соответствующей гетеротипной примеси. [47]
С целью сравнения там же приведены данные Вюттига и Бирнбаума, а также Волина, Ли и Баллуффи по диффузии вдоль изолированных дислокаций. Первые из указанных авторов измеряли диффузию через тонкие пластинки деформированного кристалла, а вторые исследовали залечивание пор, обусловленное диффузионными потоками вдоль дислокаций. [48]
Однако этот процесс может дойти до конца только при отсутствии в порах постороннего газа. При испарении основой является предполагаемая аналогия с переходом вещества из конденсированного состояния, в котором оно находится в капле, в молекулярно-дисперсное. Микроскопическая пора, пустота в теле, уподобляется капле, а вакансия в кристаллической решетке рассматривается как та же пустота, но в состоянии молекулярной дисперсности. Самопроизвольное залечивание поры должно быть аналогично испарению капли, в данном случае капли пустоты, с переходом ее в дисперсное состояние вакансий в решетке. Такой переход осуществляется обычно для твердых тел диффузионным механизмом. Предполагается, что к испарению поры приложимо уравнение Томсона. В этом случае концентрация вакансий в кристалле над выпуклой поверхностью поры должна быть выше, чем вблизи плоских граней, ограничивающих кристалл в целом от окружающей среды. В результате этого должен возникнуть поток вакансий от поры к наружной поверхности, откуда они сбрасываются в окружающую среду. Кроме внешней поверхности местом стока вакансий могут быть дислокации и другие дефекты решетки. [49]
Явление залечивания хорошо проиллюстрировано экспериментально. При пластическом растяжении образцов из чистой меди был получен металл в зоне шейки, пораженный микропорами и микротрещинами. Пластичность этого металла была в значительной мере исчерпана. Затем металл в указанной зоне был пластически продеформирован в условиях всестороннего сжатия. При этом наблюдалось полное залечивание пор и трещин, а пластичность при одноосном растяжении повышалась до первоначального уровня. [50]
Существенной особенностью системы металл - графит является то, что диффузионная пористость формируется на межфазной поверхности. С переходом атомов углерода из графита в твердый раствор межфазная поверхность усложняется благодаря присутствию рыхлот, не устраняемых повакансионным растворением их и диффузией вакансий в металле и графите. Энергия активации самодиффузии в графите, например, составляет 160 ккал / моль [48], и, вопреки утверждению авторов работы [178], образующиеся вакансии не могут перемещаться далеко в глубь включений графита. Ограниченным является и удаление вакансий в металлическую основу сплава, поскольку энергия активации самодиффузии в никеле, кобальте и железе выше энергии активации диффузии углерода в них. В связи с этим залечивание пор происходит медленнее, чем растворение графита. [51]