Растворение - избыточная фаза
Cтраница 3
 |
Изменение строения аустенитных участков при нагреве отожженной стали. [31] |
Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что измельчение зерна в однофазном аустенитном состоянии является следствием развивающихся в стали рекристаллизационных процессов. В некоторых работах высказывалось мнение, что точка b Чернова соответствует окончанию растворения избыточной фазы, которая может быть карбидной или ферритной в зависимости от состава сталей. [32]
 |
Примерные схемы спекания ферритов, обеспечивающие получение крупнозернистой и однородной микроструктуры. [33] |
Температурные интервалы окислительно-восстановительных процессов в Мп - Zn-ферритах ( аналогично и в Mg - Мп-фер-ритах) можно изменить регулированием парциального давления кислорода в атмосфере печи. В частности, нагрев в вакууме позволяет предотвратить окисление марганца и снизить температуру растворения избыточной фазы а - Р & 2Оз или предотвратить ее появление вообще. Устранение тормозящего влияния фазы oc - Fe203 на скорость миграции границ зерен и снижение температуры интенсивного развития процессов спекания и рекристаллизации приводят в конечном счете к получению ферритов с высокой плотностью и значительным средним размером зерен при сохранении высокой однородности их распределения по размерам. [34]
Неравновесные избыточные интерметаллические фазы образуются в электроосажденных вблизи предельного тока ( inp) сплавах, которые в равновесном состоянии однофазны. Как показали результаты рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии, отжиг при темперотурпх ( 0 4 - 0 5) Тпл сравнительно быстро приводит к растворению избыточных фаз и переходу атомов легирующих компонентов в твердый раствор. Однако по данным мессбауэровской спектроскопии даже после длительного отжига в сплавах сохраняется концентрационная неоднородность. [35]
Термический анализ является одним из важнейших способов исследования металлов. Любое превращение, происходящее в металле, в том числе плавление при нагревании ( кристаллизация при охлаждении) или переход металла в твердом состоянии из одной формы кристаллического строения в другую, или растворение избыточной фазы ( выделение из твердого раствора), сопровождается изменением теплосодержания. [36]
Растворение избыточных фаз обычно происходит при нагреве, когда растворимость компонентов друг в друге увеличивается. Мелкие включения растворяются раньше крупных. Растворение избыточной фазы связано с переходом атомов растворенного компонента через межфазную поверхность и с последующей диффузией их в растворе. Во многих случаях удаление растворенных атомов от межфазной поверхности скомпенсировано поступлением атомов растворителя, так что растворившаяся часть избыточной фазы имеет состав и плотность упаковки твердого раствора. Однако в общем случае потоки атомов могут быть и нескомпенсированными. Удаление, например, растворенных атомов при трансформации избыточной фазы в твердый раствор может происходить быстрее, чем доставка атомов растворителя в превращенную область. Если в указанных случаях зарождение пор и не происходит, избыточные вакансии оседают на дислокациях и границах или формируют призматические петли дислокаций или тетраэдры дефектов упаковки. Рассмотренные факторы, наряду с образованием дефектов в связи с появлением концентрационных градиентов в диффузионной зоне, ведут к повышению плотности дислокаций. [37]
Как отмечалось в § 2, это время сокращается, согласно фор муле ( 3), с уменьшением толщины частиц избыточной фазы, а также с измельчением дендритной ячейки. Кроме растворения хрупких избыточных фаз, полезное влияние оказывает также их коагуляция. [38]
Более высокие температуры вызывают пережог ( оплавление по границам зерен), что приводит к образованию трещин, пузырей на поверхности полуфабрикатов, снижаются сопротивление коррозии, механические свойства и сопротивление хрупкому разрушению. Выдержка должна быть минимальной, обеспечивающей растворение избыточных фаз в твердом растворе. [39]
При растворении жидкой фазы переход атомов через межфазную поверхность облегчен. Атомы жидкости легко перемещаются, и растворение ее обычно происходит быстрее, чем твердой фазы. Скомпенсированность атомных потоков не является необходимым условием растворения жидкой избыточной фазы. За счет текучести жидкости возможно быстрое восстановление непосредственного контакта фаз, если имеет место большое различие в диффузионной подвижности компонентов в твердом растворе. В случае жидкости облегчается и релаксация напряжений, возникающих в связи с развитием диффузионных процессов. Отсюда следует, что при растворении жидкости поры образуются легче, чем при растворении твердой фазы, нередко имеющей с твердым раствором когерентные границы. Растворенные газы снижают величину отрицательного давления, при котором происходит порообразование в жидкости. [40]
 |
Графики различных видов термической обработки. с - общая схема. б - отжиг II рода. в - закалка. г - отпуск. [41] |
Выравнивание химического состава происходит благодаря диффузионным процессам, скорость которых зависит от температуры. Поэтому обычно температура такого отжига составляет 0 8 - 0 9 ГПл. Время выдержки при этой температуре должно обеспечить выравнивание состава и растворение избыточных фаз. [42]
Однако установлено, что в сварных соединениях стали, легированной 4 - 6 % Si, происходит избирательная коррозия металла околошовной зоны в окислительных средах в области, ограниченной изотермами 600 - 900 С. Причем с ростом концентрации кремния и ниобия коррозия возрастает. Установлено, что коррозионное разрушение распространяется по межзеренным границам в результате растворения избыточной фазы, имевшей повышенное содержание кремния, никеля, марганца и пониженное по сравнению с исходным материалом содержание хрома и железа. При содержании кремния в стали менее 1 % он не оказывает влияния на коррозию металла. В целом, в настоящее время, влияние Si на коррозию коррозионно-стойких сталей в азотной кислоте окончательно не выяснено. [43]
Одной из причин необратимого изменения объема металлических сплавов является развитие пористости в результате растворно-осадительного механизма. Под действием его графитизированные сплавы при термоциклировании увеличиваются в объеме в два-три раза. Необходимым условием его проявления служит образование пор при растворении графита и неполное заполнение их на низкотемпературной стадии цикла. Поры могут возникать и при растворении жидких избыточных фаз, однако большого накопления их вследствие чередования процессов растворения и выделения жидких включений не наблюдалось. Экспериментально обнаруженное увеличение объема при периодических нагревах сплавов в твердо-жидкую область обусловлено в основном оплавлением и затвердеванием, а также релаксацией термических напряжений и формированием газовых пор. [44]
В условиях непрерывного изменения температуры в сплавах на основе железа также развиваются внутренние межзеренные, структурные напряжения, а при высоких скоростях этого процесса, кроме того - и зональные напряжения, например в поверхностных слоях детали. Основная роль при этом отводится структурным напряжениям, возникающим вследствие разницы коэффициентов термического расширения фаз, так как они не зависят от скоростей нагрева и охлаждения а степень воздействия на субструктуру может легко регулироваться путем изменения продолжительности термоцикла и величины ДТ. Зональные напряжения целесообразно ограничивать ввиду того, что они могут послужить причиной образования незалечиваемых микротрещин. Эффективность воздействия структурных напряжений определяется в основном двумя факторами: первый заключается в повышении плотности дислокаций и равномерности их распределения в объеме, подверженном деформации; второй связан с предполагаемым увеличением диффузионной проницаемости структуры с повышенной плотностью дислокаций и с увеличением скорости диффузии. Последнее обстоятельство в случае его реализации может способствовать увеличению степени растворения избыточных фаз. [45]
Страницы: 1 2 3 4