Оглавление:
Особенности фазовых превращений в сплавах в твердом состоянии
- Особенности фазового превращения сплавов Твердотельный Во многих сплавах фазовый переход происходит после затвердевания, то есть в твердом состоянии. Они обусловлены полиморфным превращением компонентов и разложением твердых растворов, обусловленным изменением взаимной растворимости компонентов в твердом состоянии.
В результате образования и последующего роста ядра новой фазы происходит трансформация твердого состояния. Процесс кристаллизации образования фазы в твердом состоянии подчиняется тем же законам, что и процесс кристаллизации из жидкости. Поясним только особенности превращения в твердых растворах. Превращение при разложении твердого раствора или полиморфное превращение протекает
с образованием фазы с иным составом, чем исходная матричная фаза. Людмила Фирмаль
Таким образом, равномерное появление ядра новой фазы критического размера требует наличия флуктуаций свободной энергии и концентрации. Чем больше степень гипотермии, тем меньше критический размер ядра, тем меньше флуктуации свободной энергии и концентрации, необходимые для его образования. Чаще всего ядро образуется в местах дефектов кристаллической решетки, границ зерен, где накапливаются дислокации, примесные включения и др. (гетерогенная нуклеация.)
Это объясняется уменьшением работы нуклеации (по сравнению с гомогенной нуклеацией), ускорением диффузионных процессов и ускорением приобретения концентрационных флуктуаций, что необходимо для зарождения за счет нее новых фаз. Поэтому чем мельче частицы в начальной фазе, тем больше ядер новой фазы, тем быстрее происходит фазовый переход. Ядра в верхней части новой фазы генерируются неупорядоченными переходами атомов через границу раздела от начальной фазы к вновь образованной фазе.
- Поскольку диффузионная подвижность атомов в твердом состоянии значительно меньше, чем в жидкой фазе, образование и рост новой фазы зародыша в твердом состоянии затрудняется получением необходимых флуктуаций состава и затрудняется задержкой подачи 1 атома компонентов исходной (матричной) фазы к границе растущего Кристалла. Превращение в твердом состоянии характеризуется тем, что при образовании ядра новой фазы во многих случаях соблюдается принцип соответствия структуры и размеров. 。 это был отличный опыт.
Ядро новой фазы сопряжено с начальной фазой вдоль определенной кристаллической плоскости, и расположение атомов и расстояние между атомами наиболее схожи. / До сих пор граница между новой фазой и начальной фазой имеет сопряженную или когерентную решетку. Для некоторых граней кристаллов(рис.44, n)
атомы регулярно перемещаются на небольшие расстояния, так что рост новой фазы происходит с высокой скоростью. Людмила Фирмаль
Однако зарождение новой фазы сопровождается появлением упругой энергии (т. е. энергии упругой деформации), обусловленной разностью удельного объема исходной фазы и новой фазы. Величина этой энергии в определенной точке превышает предел упругости среды и вызывает сдвиговую деформацию, нарушение когерентности и межфазное образование.64 раза (раз) 5） Рис.44.Принципиальная схема связи между начальной фазой и решеткой новой фазы: а-последовательные переходы от одной решетки к другой (когерентная связь) с ростом кристаллов новой фазы. Б-нарушения на границе, приводящие к нарушениям когерентной связи Граница (рисунок 44.6). в результате последовательный рост невозможен.
Даже если растущий Кристалл достигает границы зерен или другого дефекта Кристалла, когерентный рост может быть прерван. При высоких температурах предел упругости значительно снижается, что приводит к быстрому нарушению когерентности, но рост новых фазовых кристаллов продолжается очень быстро, в результате чего атомы уже распространяются из фазы матрицы в новые. Такой механизм трансформации называется диффузным или нормальным. Если существует структурное соответствие между начальной фазой и новой фазой, то новая фаза размещается вдоль конкретной кристаллической плоскости начальной фазы в виде пластины или иглы. Такая структура называется Widmannstett1 * 3.
Новые кристаллы фазы быстро растут в плоскостном и решетчатом направлениях начальной фазы, где выравнивающие связи между этими 2 фазами легко ensured. At при высоких температурах, когда превращение протекает по обычному (диффузионному) механизму, взаимная ориентация фаз возможна только через кристаллографическое соответствие. 1 от имени австрийских исследователей
Смотрите также:
Решения задач по материаловедению
