Cтраница 4
Двух - и многофазная микроструктуры характерны для многих сплавов с ограниченной растворимостью компонентов. Если в сплаве растворимый компонент присутствует в количестве, превышающем его предельную растворимость в основном металле при данной температуре, то образуется структура, состоящая из матрицы ( основного твердого раствора) и выделившихся частиц другого твердого раствора. [46]
При построении схемы кристаллизации следует учитывать примерное количество каждой составляющей. Так, например, при выделении из твердого раствора небольшого количества вторичных кристаллов другой фазы вследствие уменьшения растворимости с понижением температуры следует изображать эту фазу в виде мелких кристалликов ( например, на границах зерен) на фоне полиэдрической структуры основного твердого раствора. [47]
При построении схемы кристаллизации следует также учитывать примерное количество каждой составляющей. Так, например, при выделении из твердого раствора небольшого количества вторичных кристаллов другой фазы, вследствие уменьшения растворимости с понижением температуры, следует изображать эту фазу в виде мелких кристалликов ( например, на границах зерен) на фо е полиэдрической структуры основного твердого раствора. [48]
Относительно большая плотность распределения карбидов в основном веществе этих сталей не может быть объяснена выделением только на дислокациях, существующих после растворяющего отжига и быстрого охлаждения. Значит, дислокации образуются во время роста частиц карбидов, а на вновь образовавшихся дислокациях выделяются следующие карбиды. Этим механизмом можно объяснить значительные выделения карбидов в основном твердом растворе при относительно высокой плотности их распределения, если содержание углерода в стали достаточно велико. [49]
С целью окончательного выбора условий изолирования карбидной фазы 1 % раствор соляной кислоты был исследован более подробно. В нем было проведено изолирование структурных составляющих из образца III при - 330, - 260, - 220, - 100, 800 м 1200 мв. Результаты рентгеноструктурного анализа показали, что при - 330 мв основной твердый раствор стали не успевает полностью раствориться. При потенциалах - 260 и - 220 мв анодный осадок содержит смесь тригонального и кубического карбидов и карбида ванадия. [50]
Если фаза-упрочнитель - твердый раствор, как в нашем случае ( см рис. 66), упрочнение сравнительно невелико. Чаще упрочняющей фазой является химическое соединение. Чем сложнее кристаллическая решетка фазы-упрочнителя и чем больше отличается ее состав от основного твердого раствора ( а-фазы), тем сильнее упрочнение в результате закалки и последующего старения. [51]
У многофазных сплавов отдельные фазы имеют различные кри-у сталлические решетки. Однако если две различные фазы имеют плоскости с близкими межатомными расстояниями ( эти плоскости могут иметь различные кристаллографические индексы в каждой фазе) н расстановка атомов на их границах подобна или тождественна, то возникает их совершенное соединение. Такие границы ( и фазы, разделенные ими) называются когерентными и имеют малую энергию. Часто такая ориентация создается между выпавшей фазой и основным твердым раствором. Когерентными являются, например, и границы двойниковых кристаллов в том случае, если они совпадают с плоскостью двойникования. [52]
Например, в алюминиевых сплавах разветвленные кристаллы силицида MggSi, полностью не переходящего в твердый раствор, при достаточно высоких температурах отжига становятся более компактными. Подобным образом изменяется форма некоторых избыточных фаз в легированных сталях. Для перевода нер ав - новесного избытка фаз в твердый раствор выбирают такую температуру гомогенизационного отжига, чтобы растворимость в металле - основе компонентов, входящих в избыточные фазы, была высокой. В многокомпонентном сплаве при этой температуре может оказаться низкой растворимость компонентов, которые не входят в избыточные неравновесные фазы и находятся после кристаллизации в основном твердом растворе. Такая гетерогенизация играет важную роль три гомогенизационном отжиге многих алюминиевых сплавов. [53]
Для работы при температурах 850 - 900 С широко применяются жаропрочные стали и сплавы на железоникелевой и никелевой основах. Для работы при более высоких температурах используют сплавы тугоплавких металлов. Сплавы на основе молибдена, вольфрама и тантала применяются при температурах 1500 С и выше. Повышение жаропрочности достигается: легированием твердого раствора, приводящим к увеличению энергии связи между атомами, в результате чего процессы диффузии и самодиффузии задерживаются, а температура рекристаллизации возрастает; созданием у сплава специальной структуры, состоящей из вкрапленных в основной твердый раствор и по границам зерен дисперсных карбидных и интер-металлидных фаз, когерентно связанных с матрицей длительное время. Такая структура получается в результате закалки с высоких температур и последующего старения. [54]
Закалка заключается в фиксации при темп-ре закалочной среды состояния, стабильного при более высокой темп-ре, или в образовании нового метаста-билыгого состояния. При медленном охлаждении сплава из основного твердого р-ра выделяется избыточная фаза, обогащенная легирующими элементами ( обычно - химич. Выделение избыточной фазы - диффузионный процесс, связанный с перераспределением атомов легирующих элементов. При быстром охлаждении избыточная фаза не успевает выделиться из основного твердого раствора. В равновесном состоянии при комнатной темп-ре ( после отжига) сплав состоит из двух фаз - насыщенного р-ра ( основа сплава) и избыточной фазы. [55]
Для подтверждения сделанных предположений был проведен рентгеноструктурный анализ анодных осадков, изолированных из образца III, наиболее богатого карбидными фазами, в различных электролитах. Данные анализа показали, что в 1 % растворе соляной кислоты анодный осадок состоит из трех фаз: тригонального и кубического карбидов ( МуСз и МгзСе) и карбида ванадия ( МС) г Твердый раствор стали при этом полностью растворяется. В 5 % растворе соляной кислоты изолируются только две карбидные фазы. Расшифровка рентгенограмм в этом случае была затруднена наличием большого диффузионного фона. При увеличении концентрации соляной кислоты до 20 % на рентгенограмме ясно видны линии основного твердого раствора стали и значительно слабее - линии карбидов. При введении в 10 %, раствор соляной кислоты 0 5 % лимонной кислоты рентгеноструктурный анализ указывает на наличие в анодном осадке только основного твердого раствора. Полученные данные показывают, что наиболее успешно карбидные фазы исследованной стали могут быть изолированы в 1 % растворе соляной кислоты, что подтверждает предположения, высказанные при анализе поляризационных кривых. [56]