Cтраница 4
Одновременно с непрерывным распадом в полностью рекристалли-зованном аустените при высоких ( 750 - 8Б0 С) температурах и длительных выдержках развивается прерывистый распад с выделением стабильной 17-фазы. Микроструктура участков аустенита, претерпевших прерывистый распад, подобна ячейкам пластинчатого перлита отожженной стали ( рис. 5.3, af б Такие ячейки, или колонии, прерывистого распада состоят из чередующихся пластинок rj - фазы и аустенита, состав которого обеднен никелем и титаном по сравнению с исходным. Кристаллографическая ориентация аустенита между пластинками rj - фаэы соответствует ориентации соседнего зерна, из которого растет колония [250, 251 ] Ячейки прерывистого распада отделены от нераспавшейся матрицы большеугловой границей. [46]
На рис. 10.7 приведены схемы распределения концентрации на межфазной границе в процессе роста частицы при непрерывном выделении и при образовании колонии прерывистого распада. Прерывистый распад имеет характерную морфологию: он начинается от границ зерен, область распада представляет собой колонии, растущие по мере смещения межфазной границы. [47]
При непрерывном распаде период решетки матричного раствора плавно изменяется из-за постепенного уменьшения его концентрации по всему объему и линии рентгенограммы соответственно смещаются и размываются. При прерывистом распаде на рентгенограмме отмечаются две системы линий: одна соответствует исходному раствору ап с определенным периодом решетки, а другая - раствору d с конечной концентрацией и своим периодом решетки. [48]
Прерывистый распад бывает только локализованным и начинается чаще всего от границ зерен. При малом межпластиночном расстоянии в ячейках или сильной травимости превращенной области она выявляется под световым микроскопом в виде темных участков, обычно резко отличающихся от светлых зерен исходного пересыщенного раствора. На начальных стадиях прерывистого распада он выявляется в виде утолщенных границ зерен исходной фазы. [49]
Кристаллографическая ориентация си-фазы внутри ячейки отличается от исходной ориентации ап-фазы в том зерне, в котором растет эта ячейка. Вместе с тем ориентация ai - фазы внутри ячейки такая же, как в соседнем зерне по другую сторону от границы, где начался прерывистый распад. Таким образом, продвижение фронта ячейки прерывистого распада в сторону одного зерна сопровождается переориентацией кристаллической решетки матричной фазы и его можно трактовать как продвижение межзеренной границы в сторону поедаемого зерна. [50]
УСТОЙЧИВОСТЬ продуктов прерывистого распада увеличивается с понижением температуры распада. Продукты прерывистого распада сплава, полученные при раз-личных температурах старения, имеют разную твердость, что связано, по-видимому, с их различной дисперсностью, а также с различной степенью совершенства матрицы. С уменьшением температуры старения твердость продуктов прерывистого распада увеличивается. [51]
Прерывистому распаду способствует высокая вероятность гетерогенного зарождения на границах зерен по сравнению с зарождением внутри зерен, высокий коэффициент диффузии по границам зерен и большая подвижность межзеренной границы. Добавки, замедляющие диффузию по границам зерен, затрудняют прерывистый распад. Выделения по границам зерен частиц избыточных фаз, тормозящих миграцию межзереяной ( границы, также замедляют прерывистый распад. [52]
Одновременно с непрерывным распадом в полностью рекристалли-зованном аустените при высоких ( 750 - 8Б0 С) температурах и длительных выдержках развивается прерывистый распад с выделением стабильной 17-фазы. Микроструктура участков аустенита, претерпевших прерывистый распад, подобна ячейкам пластинчатого перлита отожженной стали ( рис. 5.3, af б Такие ячейки, или колонии, прерывистого распада состоят из чередующихся пластинок rj - фазы и аустенита, состав которого обеднен никелем и титаном по сравнению с исходным. Кристаллографическая ориентация аустенита между пластинками rj - фаэы соответствует ориентации соседнего зерна, из которого растет колония [250, 251 ] Ячейки прерывистого распада отделены от нераспавшейся матрицы большеугловой границей. [53]
Одной из главных проблем практического использования1 прерывистого распада является получение прерывистого распада во всем объеме сплава. Для сложнолегированных многокомпонентных сплавов выявление основных закономерностей осложняется одновременным протеканием нескольких типов распада. Так, например, при старении сплава системы Ni-Сг - Nb с 20 % Сг и 9 6 % Nb в интервале температур до 700 С наблюдается общее непрерывное выделение кубической rpaHeneHTpHposaHHoif у - фазы типа NisNb; в интервале температур 700 - 900 С наблюдается прерывистый распад с образованием пластинчатой фазы Ni3Nb с ромбической решеткой. [54]
Пересыщенный твердый раствор, полученный после закалки ( быстрого охлаждения) из однофазной области в двух - или многофазную, если растворимость одного компонента сплава в другом уменьшается с повышением т-ры, оказывается в неравновесном ( метастабильном) состоянии и достигает состояния равновесия после выделения избыточного количества растворенного компонента в виде второй фазы. Если втот процесс протекает самопроизвольно при комнатной т-ре, его называют естественным старени-е м ( холодным), в отличие от искусственного старения ( горячего), для реализации к-рого закаленный сплав нагревают. Прерывистый распад обычно начинается на границах зерен или др. дефектах кристаллической решетки, протекает по диффузионному механизму и обусловливается ростом областей уже распавшегося твердого раствора за счет исходного. Часто эти области отличаются ячеистой структурой, поэтому прерывистый распад наз. Прерывистый распад происходит преим. Непрерывный распад протекает одновременно во всем объеме сплава. [55]
Различают гомогенный и гетерогенный механизмы зарождения частиц новой фазы. Гетерогенный механизм обусловливается наличием дефектов кристаллического строения, облегчающих зарождение частиц новой фазы. Существенную роль играют границы зерен, дислокации и дефекты упаковки. При прерывистом распаде частицы зарождаются в основном по гетерогенному механизму, при непрерывном распаде - но гомогенному. Прерывистый распад характеризуется, как правило, образованием сразу частиц равновесных выделений, структура к-рых отличается от структуры матрицы. Непрерывный распад характеризуется последовательностью стадий старения, зависящей от степени пересыщения твердого раствора. Возникшие еще при высоких т-рах ( в области однородного твердого раствора) или в результате низкотемпературного нагрева небольшие скопления атомов растворенного элемента ( сегрегаты, кластеры) в процессе роста образуют более крупные скопления размером в несколько десятков ангстрем - зоны Гинье - Престона ( обогащенные легирующим элементом области) различной формы: пластинчатые - в сплавах алюминия с медью и меди с бериллием, равноосные - в сплавах алюминия с серебром и алюминия с цинком. В др. случаях такие скопления атомов представляют собой уже когерентные зародыши промежуточных или равновесных фаз, образующих в процессе роста модулированную структуру - более или менее правильно расположенные в объеме сплава когерентные частицы фазы выделения. Их обнаруживают рентгенографическими ( по аномальному диффузному рассеянию) или электрон-номикроскопическими методами. [56]
При старении аустенитных сплавов Fe-Ni-Ti имеют место два механизма распада пересыщенного у-твердого раствора: непрерывный и прерывистый. При, непрерывном распаде процесс выделения происходит одновременно по всему объему зерна, тогда как прерывистый распад начинается на границах зерен и развивается от них в виде обособленных колоний. В том и другом случае фазой выделения может служить как стабильная rj - фаза ( NigTi), так и мета-стабильная у - фаза близкого состава, имеющая решетку, изоморфную матрице, упорядоченную по типу Lbjt и с параметром, близким к решетке аустенита. Непрерывный распад в сплавах Fe-Ni-Ti по температуре предшествует прерывистому распаду. В определенной, более высокой области температур тот и другой механизмы распада могут существовать одновременно. [57]