Растворимость - элемент
Cтраница 4
Наличие химических примесей в решетке германия может вызвать возникновение локальных энергетических уровней в запрещенном участке между валентной зоной и зоной проводимости. В этих случаях электрон и дырка рассматриваются как слабо связанные на большой водородоподобной орбите. Предполагается, что атомы названных элементов, входя в решетку, замещают нормальные атомы германия. Растворимости элементов III и V групп в германии сравнительно велики. [46]
Показано [40, 41, 44-46], что возможности химико-термического упрочнения гораздо шире. Предложенные условия химико-термической обработки позволяют перейти к большим сечениям и получить четырехкратное упрочнение материала, сохраняя достаточную пластичность. Повышение эффекта упрочнения наблюдается при выполнении ряда условий. Известно, что у дисперсной ячеистой структуры, которая формируется в процессе пластической деформации, растворимость элементов внедрения на несколько порядков превышает равновесное значение [47] за счет впитывания этих элементов границами ячеек. Известно также, что выделение избыточной фазы в процессе старения при низких и умеренных температурах затягивается на десятки часов. Оба эти фактора определяют то, что если химико-термическую обработку проводить на нагартованном материале при температуре ниже порога рекристаллизации, в частности при температуре полигонизации, удается получить гомогенизированный перенасыщенный элементом внедрения твердый раствор и предотвратить интенсивное образование второй фазы, а также связанное с этим оседание элементов [40] внедрения вблизи поверхности. После насыщения проводится отжиг при более высокой температуре, обеспечивающий выделение дисперсных упрочняющих частиц и одновременное выравнивание состава по сечению. [47]
Пластическая деформация в холодном состоянии ускоряет превращения, протекающие в металлах в твердом состоянии, в частности распад твердых растворов вследствие увеличения скорости диффузии. Коррозионная устойчивость деформированных металлов понижается. Металл, подвергнутый холодной обработке давлением, обладает повышенным запасом свободной энергии и поэтому находится в неустойчивом состоянии. В соответствии со вторым законом термодинамики такая система стремится к состоянию с наименьшим запасом свободной энергии. Пластическая деформация уменьшает растворимость элементов ( углерода, азота) в фзррите и последний становится перенасыщенным. [48]
В ряде систем условия растворимости отличаются от рассмотренных выше: в твердом-состоянии при низких температурах компоненты обладают ограниченной взаимной растворимостью, которая увеличивается по мере повышения температуры и для достаточно высоких температур становится неограниченной. Диаграмма состояния для этого случая имеет вид, приведенный на рис. 8.12. Непосредственно под линией солидуса расположена область однофазного твердого раствора. Если такой раствор состава с, охладить до температуры Т, то он распадается на две фазыт твердые растворы А-В концентраций С ] и с2, обогащенные и обедненные элементом В. Кривая abc изображает зависимость-предельной растворимости элементов от температуры. [49]
 |
Временная зависимость краевых углов смачивания графита сплавом Sn 1 3 % Ti при различных температурах. [50] |
Характерная временная зависимость краевого угла смачивания графита применительно к сплаву Sn 1 3 % ( ат. Согласно графикам, как правило, через 20 - 60 мин достигается равновесное состояние краевого угла, не изменяющееся при дальнейшем увеличении времени выдержки. Следует отметить также, что время достижения равновесного угла смачивания с ростом температуры пайки существенно уменьшается. Двойные сплавы в практике пайки используют довольно редко. Чаще для повышения растворимости кар-бидообразующего элемента в инертном металле сплава, например V или Сг в меди, в припой вводят третий компонент, например Ni. [51]
После извлечения из руд тугоплавкие металлы имеют форму порошка или пористой губки. Для получения тугоплавких металлов в компактной форме применяются порошковая металлургия и дуговая плавка. Весьма перспективна также плавка электронным пучком. Порошковая металлургия, описанная в разделе Металлические порошковые материалы и керметы, применима для всех тугоплавких металлов. Этот способ получения компактных изделий приобретает особо важное значение для тех тугоплавких металлов, в которых растворимость элементов, образующих твердые растворы внедрения, невелика, поэтому при литье легко выделяются примеси по границам зерен. К числу таких элементов относятся молибден, вольфрам в в меньшей степени хром. [52]
 |
Алюминиевый угол диаграммы состояния алюминий-медь.| Схема изменения строения сплава алюминия, содержащего 4 % Си ( после закалки. [53] |
В современной технике применяют много сплавов на алюминиевой основе с различным количеством легирующих элементов. Одни из них, например Си, Si, Mg, Zn, резко изменяют свойства алюминия и его сплавов. Другие, например Mn, Ni, Сг, дополнительно улучшают свойства и вводятся только при наличии перечисленных выше, одного или нескольких, основных легирующих элементов. Часть элементов вводят в качестве модификаторов, добавок, действующих различно, но улучшающих ( главным образом измельчающих) структуру; к таким добавкам относятся Na, Be, Ti, Ce, Nb. Некоторые элементы, входящие в алюминиевые сплавы, образуют с алюминием ограниченные твердые растворы переменной концентрации, в которых растворимость элементов с понижением температуры уменьшается. На этом и основывается закалка алюминиевых сплавов. [54]
Наиболее благоприятное сочетание всех свойств в настоящее время имеют сплавы, состоящие из смеси а - и ( 3-фаз. Для фиксации Р - фазы при комнатной температуре в эти сплавы непременно вводят переходные элементы, поскольку только они в достаточной степени повышают стабильность р-фазы. Элементы, стабилизирующие ( 5-фазу, хорошо растворяются в ней и упрочняют ее. Поэтому а р-сплавы, легированные только р-эвтектоидными элементами, обладают высокой прочностью в отожженном состоянии. Для получения а р-сплавов, обладающих невысокими прочностными свойствами в неупрочненном состоянии, р-фазу следует стабилизировать р-изоморфными элементами. Растворимость р-ста-билизирующих элементов в а-фазе мала, и упрочнение этой фазы невелико, если только не вводится специально элемент, хорошо растворимый в а-фазе и упрочняющий ее. [55]
Наиболее благоприятное сочетание всех свойств в настоящее время имеют сплавы, состоящие из смеси а - и р-фаз. Для фиксации Р - фазы при комнатной температуре в эти сплавы непременно вводят переходные элементы, поскольку только они в достаточной степени повышают стабильность р-фазы. Элементы, стабилизирующие Р - фазу, хорошо растворяются в ней и упрочняют ее. Поэтому а Р - СПЛЗВЫ, легированные только Р - эвтектоидными элементами, обладают высокой прочностью в отожженном состоянии. Для получения а р-сплавов, обладающих невысокими прочностными свойствами в неупрочненном состоянии, р-фазу следует стабилизировать р-изоморфными элементами. Растворимость р-ста-билизирующих элементов в а-фазе мала, и упрочнение этой фазы невелико, если только не вводится специально элемент, хорошо растворимый в а-фазе и упрочняющий ее. [56]
Страницы: 1 2 3 4