Диффузионных процессов

Дальнейшее превращение может происходить при нагреве до обычной температуры или при выдержках в интервале между обычной температурой и температурой жидкого азота. В этом интервале температур кинетика превращения Л-WM сходна с кинетикой превращений при диффузионных процессах: скорость превращения зависит

При диффузионных процессах также происходит изменение концентрации одного вещества — диффузанта вследствие проникновения его в среду, заполненную другим веществом. Движущей силой изотермической диффузии будет градиент концентраций, и диффузия всегда направлена от большей концентрации к меньшей.

Вакансии и междоузельные атомы, их миграция играют решающую роль в диффузионных процессах.

Это связано с отставанием фазовых превращений (основанных на диффузионных процессах) от изменения температуры

Данные некоторых работ, проведенных ЦНИИТМАШ, показывают, что коррозионная стойкость хромированных труб существенно снижается при содержании хрома в покрытии ниже 6—10%. Исходя из недопустимости снижения содержания хрома в твердом растворе менее 6% по параметрической зависимости Ларсона-Миллера, основанной на диффузионных процессах, была определена предельная температура применимости хромированных труб, равная 565 °С при ресурсе 100 тыс.ч. Как показали результаты промышленных испытаний при такой температуре, коррозионная стойкость хромированных труб в 3—4 раза выше, чем труб из стали 12Х1МФ в продуктах сгорания высокосернистых мазутов, и в 2—3 раза выше, чем тех же труб в продуктах сгорания АШ. Следует обратить особое внимание на сплошность покрытия, так как его дефекты в виде трещин, раковин и сколов по границам столбчатых кристаллов, которые образуются при повышенном содержании хрома, могут служить очагами развития внутренних коррозионных процессов.

Взаимодействие дислокаций между собой и другими дефектами кристаллической решетки во многом определяет физические и механические свойства кристаллических тел. Дислокации могут играть значительную роль при рекристаллизации, фазовых превращениях в твердом состоянии, диффузионных процессах и других явлениях.

При диффузионных процессах происходит образование дополнительной фазы цементита (карбида), нитрида и др.

Сталью называется сплав железа с углеродом (до 2%), поддающийся ковке. По способу получения сталь разделяют на бессемеровскую, конверторную (с продувкой кислородом), мартеновскую, электросталь и тигельную. Основным классификационным признаком является химический состав, который в своей массе не изменяется в зависимости от термической и других видов обработки, за исключением некоторого изменения поверхностных слоев при цементации, азотировании и других диффузионных процессах.

В зависимости от факторов, создающих неодинаковые линейные или объёмные изменения в смежных объёмах металлического изделия, остаточные напряжения разделяются на: а) тепловые или температурные напряжения, возникающие вследствие неоднородного охлаждения или нагревания; б) напряжения от наклёпа, возникающие вследствие неоднородного линейного или объёмного изменения при пластической деформации; в) фазовые напряжения, возникающие при фазовых и структурных превращениях и диффузионных процессах в металле.

ния отражает количественный элементный состав твердых растворов и является идентификатором фазового состава, в нем заложена информация о диффузионных процессах в материале. Высокая физическая информативность межатомного масштаба вызывает повышенный интерес к анализу его изменения по глубине приповерхностных слоев. В последние годы обстоятельно исследуется проблема диффузии легирующих элементов в зоне деформации при трении. Процессы диффузии локализуются в тонких поверхностных слоях, в малых объемах обнаруживается резко повышенное количество точечных дефектов кристаллической решетки, увеличение коэффициента диффузии на несколько порядков, изменение пределов взаимной растворимости элементов. Наличие в контакте смазочной среды влияет на закономерности возникновения и распределения дефектов кристаллической решетки, на формирование химического состава и структур-, ного состояния поверхностных слоев. Усиливается роль дислокационно-динамического массопереноса составляющих смазочной среды в деформированные слои. Как известно, диффузия связана с основными фундаментальными физическими процессами (неравновесные искажения, напряжения, температуры), протекающими в металлических сплавах и определяющими их строения и свойства. Создание и выбор материалов для пар трения должны учитывать кинетические закономерности диффузионных процессов в зоне деформации и факторы, влияющие на эти процессы [31,36].

стадии по составу фаз, участвующих в диффузионных процессах:

При выборе сварочных материалов для молибденовых, хромо-молибденовых и хромомолибденованадиевых теплоустойчивых сталей, кроме обеспечения необходимых механических свойств при температуре +20 °С, требуется гарантировать работоспособность швов при повышенных температурах, для которых предназначена свариваемая сталь. Это требование может быть выполнено только в том случае, если и шов будет легирован в необходимых количествах теми элементами, которые придают стали теплоустойчивость. Это также предупредит развитие диффузионных процессов между металлом шва и основным металлом. Поэтому при выборе сварочных материалов для этих сталей необходимо создавать композицию легирующих элементов, позволяющую получить шов, близкий к составу свариваемой стали. Это предусмотрено действующим ГОСТ 9467—75.

Помимо сложности получения на аустепитпых высоколегированных сталях и сплавах швоп без горячих трещин, имеются и другие трудности, обусловленные спецификой их использования. К сварным соединениям на жаропрочных сталях предъявляется требование сохранения в течение длительного времени высоких механических свойств при повышенных температурах. Большие скорости охлаждения металла шва при сварке приводят к фиксации неравновесных по отношению к рабочим температурам структур. Во время эксплуатации при температурах выше 350° С в результате диффузионных процессов в стали появляются новые структурные составляющие, приводящие обычно к снижению пластических свойств металла шва.

В зоне термического влияния некоторых жаропрочных аусто-шгпшх сталей под действием термического цикла сварки снижаются пластические и прочностные свойства, что может повести к образованию в этой зоне трещин. Подобные изменения свойств основного металла вызываются развитием диффузионных процессов, приводящих к повышенной концентрации в металле около-шовной зоны элементов (углерода, кислорода и др.), которые совместно с вредными примесями могут образовывать легкоплавкие эвтектики. При длительной эксплуатации в :пч и зоне могут выделяться мелкодисперсные карбиды п имтерметаллиды, коагуляция которых приводит также к о.чрупчпваниго металла. При сварке этих сталей для предупреждения образования горячих трещин в шве часто получают металл шва, по составу отличающийся от основного и имеющий двухфазную структуру.

твердых веществ; в) за счет диффузионных процессов;

Одним из видов несовершенств кристаллического строения является наличие незанятых мест в узлах кристаллической решетки, или иначе — вакансий, или атомных «дырок» (см. рис. 7,а). Такой «точечный» дефект решетки играет важную роль при протекании диффузионных процессов в металлах (подробнее см. в гл. XIII. п. 1).

Слияние зерен не требует для своего осуществления значительных диффузионных процессов, и, главное, процесс слияния может происходить одновременно по всем (или многим) поверхностям межзеренного раздела. Межзерен-кые границы являются, как об этом уже говорилось, сосредоточением различных дефектов, дислокаций, в первую очередь. Аннигиляция этих дефектов по сути дела есть уничтожение границ зерен. Следовательно, процесс роста зерен путем слияния происходит при более низкой температуре, чем рост зерен путем миграции и, как показывает практика, приводит к образованию очень крупных зерен.

дения и запаздывание диффузионных процессов в исходном и в образующихся фазах.

Для получения однородного по составу (гомогенного) аусте-нита при нагреве требуется не только перейти через точку окончания перлито-аустенитного превращения, но и перегреть сталь выше этой точки, или дать выдержку для завершения диффузионных процессов внутри аустенитного зерна.

Дендритная ликвация. Появление дендритной ликвации обусловлено неравновесной кристаллизацией сплавов (см. гл. V, п. 10). Наличие в стали легирующих элементов увеличивает температурный интервал кристаллизации, затрудняет протекание диффузионных процессов и способствует развитию явлений дендритной ликвации, так как увеличивает разницу в концентрациях между ранее и позднее выпавшими из жидкости кристаллами (по данным И. Н. Голикова). Макроструктура дендритной ликвации приведена на рнс. 308,а.

В месте соударения метаемой пластины с основанием образуется угол Y' который перемещается вдоль соединяемых поверхностей. При соударении из вершины угла выдуваются тонкие поверхностные слои, оксидные пленки и другие загрязнения. Соударение пластин вызывает течение металла в их поверхностных слоях. Поверхности сближаются до расстояния действия межатомных сил взаимодействия, и происходит схватывание по всей площади соединения. Продолжительность сварки взрывом не превышает нескольких микросекунд. Этого времени недостаточно для протекания диффузионных процессов, сварные соединения не образуют промежуточных соединений между разнородными металлами и сплавами.

По прочности паяные соединения уступают сварным. Паять можно углеродистые и легированные стали всех марок, твердые сплавы, цветные металлы, серые и ковкие чугуны. При пайке металлы соединяются в результате смачивания и растекания жидкого припоя по нагретым поверхностям и затвердевания его после охлаждения. Прочность сцепления припоя с соединяемыми поверхностями зависит от физико-химических и диффузионных процессов, протекающих между припоем и основным металлом.