Cтраница 3
Дальнейшее различие проводится иногда между общим и локализованным непрерывным выделением. В первом случае выделения распределяются равномерно в соответствии со случайным объемным зарождением или зарождением в случайным образом распределенных предпочтительных местах. При локализованном выделении распад происходит преимущественно в определенных местах, таких, как границы зерен или линии сдвига. Прерывистое выделение всегда является локализованным и обычно распространяется в тело зерен от их границ, хотя оно наблюдается и в монокристаллах. [31]
Экспериментальные результаты показывают, что измеренные значения расстояний между пластинами обычно значительно больше тех значений, которые Дает зинеровская теория как для процессов прерывистого выделения, так и для эвтектоидного распада. Причины подобного расхождения могут быть самыми различными. Это может быть связано с иным характером диффузионных процессов, или с неправильным выбором принципа максимальной скорости роста в качестве условия, лимитирующего толщину пластин, или с тем, что в процессе превращения не достигаются равновесные составы сл и св в а - и р-пластинах соответственно. Однако, без всяких сомнений, наиболее важной причиной в случае многих превращений, особенно при прерывистом выделении, является то, что диффузия компонентов осуществляется главным образом не по объему матрицы, а по некогерентным границам колоний. Благодаря тому что диффузия по границам колоний характеризуется более низкой энергией активации, этот процесс становится еще более важным при понижении температуры превращения. [32]
В целом непрерывное выделение наблюдается в твердых растворах с малым пересыщением или в случае значительной энергии, связанной с несоответствием решеток фаз, а прерывистое выделение - - в противоположных случаях. Зарождение труднее осуществляется при прерывистом выделении рост же в этом случае происходит со значительно большей скоростью вследствие постоянства и сравнительно небольшой длины эффективных путей диффузий и возможности осуществления быстрой диффузии вдоль границы ячейки. Таким образом, условиями, способствующими непрерывному выделению, являются как раз те, в которых затруднено зарождение; в тех же случаях, когда может произойти образование зародышей ячеек, преобладает, по-видимому, прерывистое выделение. В некоторых сплавах, таких, например, как сплавы свинца и олова, почти всегда наблюдается прерывистое выделение. В некоторых случаях на начальной стадии наблюдается непрерывное выделение, общее или локализованное, а в наиболее благоприятных случаях все превращение может идти этим путем. [33]
На всем протяжении превращения кристаллы исходного твердого раствора сохраняют свой внешний вид и ориентировку. Претерпевшие превращение участки иногда называют ячейками. При прерывистом выделении концентрация растворенного в а-фазе элемента резко меняется в узкой области, примыкающей к границе растущей ячейки. Кинетика непрерывного выделения определяется скоростью роста отдельных р-кристаллов, рост при этом обычно описывается параболическим законом; кинетика же прерывистого выделения контролируется скоростью роста ячейки в целом, что приводит к росту по линейному закону. [34]
Установлено, что локальная концентрация как Ti, так и Nb увеличивается на границах зерен и двойников как в зоне сплавления, так и в зоне термического влияния. Локальная концентрация Ti и Nb уменьшается на границе раздела зоны термического влияния и зоны сплавления. Общий уровень содержания указанных двух элементов в зоне сплавления, как правило, выше, а количество всплесков на кривой больше, чем в зоне термического влияния. Несмотря на то что концентрация Ti и Nb по границам зерен в зоне сплавления высока, маловероятно, чтобы непрерывная сетка карбидов металлов сохранялась в процессе сварки; скорее, имеет место прерывистое выделение карбидов. [35]
Этот вид выделения требует возникновения и роста ячеек f состоящих из двух образующихся - в процессе распада фаз. Ячейки чаще всего представляют собой пластины р-фазы, расположенные в переориентированной а-фазе. В процессе роста ячейки межпластиночное расстояние должно сохраняться постоянным, что может достигаться либо за счет ветвления имеющихся пластин р-фазы, либо благодаря зарождению новых пластин. Последний процесс мог бы лимитировать скорость роста, однака имеющиеся экспериментальные данные не подтверждают этого-предположения. Прерывистое выделение почти всегда начинается на некогерентной границе зерен. Частица, зарождающаяся в зерне 1 на его границе, должна, вероятно, иметь такую ориентировку, которая сводила бы к минимуму поверхностную энергию границы раздела. Эта частица не может быстро расти в зерно 1 из-за отсутствия коротких путей для диффузии. Зародившаяся ячейка может, таким образом, расти в зерно 2, при этом 3-фаза ветвится, так что межпластинчатое расстояние остается постоянным. [36]
Процессы выделения и рекристаллизации оказывают взаимное влияние. Частицы выделений являются помехой как для перераспределения дислокаций при образовании фронта рекристаллизации, так и для по-следурщер его перемещения. Дефекты кристаллической решетки сильно ускоряют зарождение частиц второй фазы, которые в свою очередь могут влиять на перераспределение, дислокаций и миграцию границ зерен. Прерывистое выделение, наоборот, ускоряет движение фронта рекристаллизации. Оба процесса происходят независимо лишь в том случае, если рекристаллизация завершилась до начала выделения частиц. [37]