Когерентное сопряжение

Cтраница 2

Из (29.1) следует, что фазы, отличающиеся составом, имеют различные параметры кристаллической решетки. Поэтому их когерентное сопряжение приводит к появлению внутренних напряжений. Следует подчеркнуть, что вопрос о том, находится ли выделяющаяся фаза в упорядоченном или неупорядоченном состоянии, не имеет здесь принципиального значения. Дело заключается в том, что наличие упорядочения в сплаве приводит лишь к изменению плотности химической свободной энергии / ( с), но не меняет энергию внутренних напряжений, так как параметр кристаллической решетки, в основном, определяется составом, а не степенью порядка. [16]

Выводы, полученные выше для зон Гинье - Престона в сплавах А1 - Си, остаются справедливыми и по отношению к выделению 6 -фазы. Как было показано выше, при когерентном сопряжении все линейные размеры в плоскости сопряжения выделения равны соответствующим линейным размерам в плоскости сопряжения матрицы. [17]

Остановимся теперь более подробно на происхождении объемного члена V2 В ( n0) F в энергии внутренних напряжений, связанной с образованием пластинчатого включения. Мы покажем, что объемная энергия обусловлена только однородной упругой деформацией включения, необходимой для когерентного сопряжения включения и недеформированной матрицы в плоскости габитуса. [18]

Для объяснения перечисленных особенностей необходимо проанализировать условия реализации сдвигового механизма превращения аустенита. Классические концепции мартенситного превращения [3] основываются на представлениях об упругой среде, наличие которой необходимо для когерентного сопряжения кристаллитов. Когерентный рост мартенситных пластин сопровождается упругой деформацией матрицы ( упругой энергией), для компенсации которой необходимо значительное переохлаждение ниже равновесной температуры. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о возможности осуществления превращения сдвигового типа при высоких температурах, в условиях низкой упругости среды и большой-скорости релаксации упругих напряжений. Зародыши новой фазы, в этом случае, по-видимому, окружены скользящими полукогерентными границами, в которых участки регулярного сопряжения решеток чередуются с дислокациями. Рост таких зародышей возможен при условии компенсации энергии сдвига, необходимой для преодоления сопротивлений консервативному движению поверхностных дислокаций. [19]

Упругие домены в сплаве CuAul. [20]

В них развит геометрический подход, который позволил установить габитус и морфологию мартенситных кристаллов. Щаг вперед был сделан в работах [162, 214, 224], в которых явно учтены внутренние напряжения, возникающие при когерентном сопряжении фаз. В [162, 214, 224] показано, что бездиффузионные фазовые превращения также приводят к образованию упругих доменов. Процесс доменизации здесь, как и во всех рассмотренных выше случаях, обусловлен релаксацией внутренних напряжений при фазовых превращениях. [21]

Пусть атомы компонента В имеют атомный диаметр, больший чем атомный диаметр компонента А. Когерентное сопряжение этих фаз приводит к внутренним напряжениям. [22]

Конкуренция двух этих факторов определяет необходимые энергетические условия для реализации когерентного и частично когерентного сопряжения фаз. Когерентное сопряжение имеет место при малых размерах включения на ранних стадиях фазового превращения. Увеличение размеров включения создает условия для образования частично когерентного сопряжения. [23]

Метастабильная фаза большей частью образуется на начальной стадии процесса выделений частиц. Она имеет низкую поверхностную энергию на границе с исходной фазой, когерентное или частично когерентное сопряжение граничных поверхностей. [24]

Упругие смещения и, следовательно, внутренние напряжения могут быть уменьшены, если существует другой механизм компенсации несовпадения атомных сеток плоскостей сопряжения. Такой механизм связан с дислокациями несоответствия. Поэтому упругие искажения должны компенсировать только часть тех смещений, которые должны были бы компенсироваться при когерентном сопряжении фаз. Сопряжение фаз, при котором уровень внутренних напряжений понижается за счет дислокаций несоответствия, называется частично когерентным. [25]

Должна быть обеспечена обратимость движения дефектов решетки - носителей деформации. Когерентная граница ( межфазная, межкристаллит-ная, междвойниковая) может свободно перемещаться под воздействием напряжений ( в том числе внутренних) в прямом направлении, а в процессе или после их снятия - в обратном, обеспечивая память формы. Для того, чтобы когерентное сопряжение решеток поддерживалось при достаточно большой деформации, деформация превращения и модули упругости должны быть достаточно малыми, что и наблюдается в большинстве СПФ. [26]

Рассмотрим подробнее структуру межфазной границы на атомном уровне. Известно, что в твердых растворах всегда имеются области ближнего порядка, которые можно отождествить с концентрационными флуктуациями. В результате таких флуктуации в локальных областях твердого раствора возникают кластеры - области с расположением атомов, отличающихся от матричного. Так как кристаллические решетки кластера и матрицы изоморфны, то четкой границы между ними фактически не существует. Здесь имеет место полностью когерентное сопряжение кристаллических решеток матрицы и кластера. Кластер отделен от матрицы когерентной м ежфаз-ной границей - поверхностью, на которой расположение атомов и расстояния между ними близки для обеих кристаллических структур. [27]

Реально процесс раскатывания не может идти до конца. Он лимитируется конкурирующим механизмом - возрастанием поверхностной энергии межфазных границ. Конкуренция между энергией внутренних напряжений и поверхностной энергией определяет все наблюдаемое разнообразие форм включений. В противоположном случае, когда кристаллические решетки фаз несущественно отличаются друг от друга, а поверхностная энергия велика, форма включения будет, в основном, определяться поверхностной энергией. Поэтому включение будет иметь одну из равноосных форм - сферическую, если коэффициент поверхностного натяжения изотропен, и полиэдрическую, если коэффициент поверхностного натяжения анизотропен. В промежуточных случаях, когда упругая и поверхностная энергия оказываются соизмеримыми, реализуются остальные наблюдаемые формы кристаллов. В рассматриваемом нами случае когерентного сопряжения фаз коэффициент поверхностного натяжения, как правило, мал и поэтому включения в большинстве случаев имеют пластинчатую форму. Габитус этих пластин определяется кристаллогеометрией фазового превращения. [28]

Страницы: 1 2