Выделение - дисперсная частица
Cтраница 3
Во многих случаях у поликристаллов наблюдается увеличение сопротивления пластической деформации с повышением температуры. В большинстве подобных случаев накладывается влияние физико-химических процессов, которые происходят при нагреве. Обычно это - выделение дисперсных частиц ( карбидов, интерметаллических соединений) из твердого раствора. [31]
Хотя САП и относится к материалам, упрочняющимся дисперсными частицами, его структура отличается от дисперсионно твердеющих алюминиевых сплавов вследствие различной природы упрочнения матрицы вторыми фазами. Упрочнение дисперсионно твердеющих сплавов происходит в результате выделения дисперсных частиц интерметаллидов при распаде пересыщенного твердого раствора. Поэтому при повышенных температурах вследствие коагуляции и растворения упрочняющей фазы происходит разупрочнение сплавов. [32]
 |
Схема фазовых превращений в титановых сплавах. [33] |
Такая р-фаза называется механически нестабильной р-фазой и играет важную роль в двухфазных термически упрочняемых сплавах. С увеличением концентрации стабильность р-фазы возрастает и образование мартенсита в процессе деформации прекращается. Однако сплавы с механически стабильной р-фазой термодинамически не стабильны и способны к старению за счет выделения дисперсных частиц а-фазы. [34]
В настоящее время используют гранулированные алюминиевые сплавы с высоким содержанием переходных металлов ( Fe, Ni, Co, Mn, Cr, Zr, Ti, V н др.), в малой степени растворимые алюминием. В процессе нагрева ( 400 - 450 С) при изготовлении из гранул деформированных полуфабрикатов твердый раствор распадается с выделением дисперсных частиц интерметаллидов, которые упрочняют сплав. [35]
 |
Зависимость временного. [36] |
Дальнейшее возрастание числа циклов не приводит к повышению прочности, а при большем числе циклов ( свыше 25) предел прочности даже несколько снижается. Изучение влияния числа циклов при обработке, включающей ВТЦО, тепловое циклическое воздействие и старение на прочность сплава САС-1-50, показало, что характер кривой не меняется, отличие состоит в более резком падении прочности после 20 циклов. Известно [103], что нагревом алюминиево-кремниевых сплавов до температуры, близкой к эвтектической, и быстрым охлаждением можно получить пересыщенный твердый раствор кремния в алюминии, который при последующем старении распадается с выделением дисперсных частиц кремниевой фазы. Однако упрочняющий эффект, связанный с указанной обработкой, крайне мал и не имеет практического значения. [37]
При старении фазонаклепанного, нерекристаллизованного аустени-та, имеющего высокую плотность дефектов кристаллической решетки в результате мартенснтных у - а - у превращений, ячеистый распад отсутствует и старение протекает только непрерывным способом. При этом в участках фаэонакледанного аустенита обнаруживается особая морфология выделяющихся частиц стабильной г - фазы в виде плоских дисков ( рис. 5.6), не встречающаяся при старении рекрис-таллизованного аустенита. В участках остаточного аустенита, не участвующего в фазовых превращениях, но испытывающего пластическую деформацию в процессе мартенситных у - а у превращений, стабильная ij - фаэа выделяется на дислокациях в виде частиц кубической формы ( см. рис. 5.1, ), Одновременно с выделением стабильной фазы на дефектах кристаллической решетки происходит выделение дисперсных частиц метастабильной у - фазы в неискаженных объемах решетки как фазонаклепанного, так и остаточного аустенита ( см. рис. 5.6 6, Ячеистый распад при старении фазонаклепанного аустенита отсутствует, так как интенсивно протекающий непрерывный распад резко уменьшает пересыщеиность твердого раствора. [38]
В настоящее время получили распространение гранулируемые алюминиевые сплавы, отличающиеся высоким содержанием легирующих элементов ( Mn, Cr, Zr, Ti, V), нерастворимых или малорастворимых в алюминии, Гранулирование ( получение гранул - литых частиц с диаметром от нескольких миллиметров до десятых долей миллиметра) осуществляют распылением расплава с высокими скоростями охлаждения ( 104 - 108 С / с) в воде. При этом образуются пересыщенные переходными металлами твердые растворы на основе алюминия; одновременно изменяется структура: грубые первичные и эвтектические включения интерметаллидов ( присущие слиткам, получаемым по обычной технологии) становятся более тонкими и равномерно распределенными, что повышает механические свойства сплавов. Из гранул изготавливают прессованные полуфабрикаты и листы любых алюминиевых сплавов. В процессе горячей деформации при получении полуфабрикатов аномально пересыщенные твердые растворы распадаются с выделением дисперсных частиц интерметаллидов. Таким образом, технологический нагрев до 400 - 450 С при изготовлении полуфабрикатов является упрочняющим старением сплава. Роль закалки для таких сплавов играет кристаллизация при больших скоростях охлаждения. [39]
Образование мартенсита вызывает упрочнение стали, повышение ее твердости ( до НВ 600 - 700) и хрупкости. Большое влияние на упрочнение оказывает повышенная плотность дефектов в мартенсите. Так, например, плотность дислокаций в мартенсите того же порядка, что и у холоднодеформированой стали, и достигает 1010 - 1012 см-2. При образовании пересыщенного а-твердого раствора, атомы углерода тормозят скольжение дислокаций в мартенсите, что снижает способность к пластической деформации и повышает твердость мартенсита. Упрочняющее действие оказывает также частичный распад млртенсита при прохождении мартенситного интервала и выделение дисперсных частиц карбида. [40]
С уменьшается в 2 5 - 3 раза. В этих сплавах особенно чувствительны к термической обработке и к содержанию кислорода показатели длительной прочности. Скорость ползучести оптимальна после отжига при 1700 С. Содержание азота и углерода настолько мало, что вряд ли они могут участвовать в образовании соответствующей фазы, а 0 02 мас. Следует учесть, что отжиг и проведение длительного испытания при 982 и 1204 С приводят к дополнительному обогащению сплава кислородом. Таким образом, выделение дисперсных частиц ZrO2, количество которых возрастает по мере увеличения температуры отжига и максимально, как было показано, после отжига при 1700 С, обеспечивает у сплава ниобий - 1 % циркония минимальную скорость ползучести после отжига на эту температуру. [41]
Дисперсное упрочнение способствует повышению жаропрочности, длительной прочности и снижению температуры вязко-хрупкого перехода хрома за счет рафинирующего действия на матрицу дисперсных частиц и более полной релаксации напряжений под нагрузкой. Эффективными упрочнителями являются тугоплавкие оксиды, поскольку растворимость кислорода в хроме очень мала. Преимущественно используют оксиды магния и тория. Оксид магния взаимодействует с оксидом хрома с образованием шпинели MgCr2C4, активно поглощает азот, удаляя эти примеси из хромовой матрицы. Кроме того, для упрочнения хрома используют оксиды ZrO2, HfO2, La3O2, а также нитриды, карбиды, бориды титана, циркония, тантала и других тугоплавких металлов. При введении оксидов в хром достигается не столько повышение жаропрочности, сколько снижение порога хладноломкости. При легировании хрома активными нитридо -, карбидо и борообразователями ( Ti, Та, Nb, Zr и др.) происходит выделение дисперсных частиц тугоплавких соединений. При этом существенно снижается сегрегация примесей внедрения на границах зерен. [42]
Отпуск применим лишь к закаленным сплавам. При отпуске закаленный сплав, находящийся в мета-стабильном состоянии, самопроизвольно переходит в более устойчивое состояние, но обычно все еще далекое от равновесия. С повышением темп-ры этот процесс ускоряется. Отпуск, самопроизвольно происходящий при комнатной темп-ре после закалки, наз. Отпуск совершается в три основные стадии. В первую стадию внутри кристаллитов твердого р-ра идет подготовительный процесс: атомы растворенного компонента собираются к определенным местам, образуя участки раствора с концентрацией, близкой к концентрации той фазы, к-рая должна выделиться. Во вторую стадию происходит выделение дисперсных частиц избыточной фазы, имеющих чаще всего пластинчатую форму. В третью стадию происходит укрупнение и сфероидизация частиц новой фазы. В третью стадию отпуска искажения решетки снимаются и происходит разупрочнение. При сравнительно низкой темп-ре старение может не проходить. [43]
Страницы: 1 2 3