Диффузионным процессом

1 Применительно к диффузионным процессам эта теория предполагает наличие переходного состояния в верхней точке энергетического барьера между начальным и конечным состоянием процесса диффузии, причем переходные состояния находятся в равновесии е- начальным. •

Активирование процессов гомогенизации возможно при использовании в качестве добавок в шихту на основе Fe оксидов Ni и Мо. Изучались процессы массопереноса в модельных порошковых двухслойных образцах Fe-Ni, Fe-NiO, Fe-Mo. Fe-MoOg в процессе восстановительного отжига и спекания (в водороде). Установлено, что эффективные коэффициенты взаимной диффузии для nap с оксидами в 5— 10 раз выше, чем для пар Fe-Ni; Fe-Mo. Микрореитгеноспектрольным анализом показано, что после восстановительного отжига контактная поверхность Fe-Ni для шихты с оксидами Ni и Мо в Л роли, a Fe-Mo — в 15 риз больше, чпм для шихты с металлическими Л. Э. за счет более равномерного распределения Л. Э. и большей дисперсности восстановленных металлов. Развитая контактная граница при спекании рассасывается с образованием дислокационно насыщенных областей, благоприятствующих диффузионным процессам.

Известно, что особая роль в формировании важнейших физико-механических характеристик слоистых композиций, изготовленных различными методами, принадлежит диффузионным процессам, развивающимся в зоне сопряжения слоев во время их технологического взаимодействия, термической обработки и в условиях эксплуатации при повышенных температурах. В биметаллических соединениях, изготовленных при оптимальных режимах сварки взрывом, наблюдается высокая прочность связи слоев и практически полное отсутствие диффузионной зоны в исходном состоянии. Это делает возможным соединение самых разнородных по свойствам металлических материалов и обеспечивает получение слоистых композиций, перспективных для использования в ряде отраслей новой техники.

Для получения качественных результатов необходимо учитывать специфические особенности индукционного нагрева, которые состоят в следующем. Нагреваемые объемы весьма непродолжительное время (секунды и доли секунды) находятся при температурах фазовых превращений, что не дает возможности диффузионным процессам завершаться с нужной полнотой. Чтобы компенсировать недостаток времени, повышают температуру нагрева при закалке. Возможность такого повышения вытекает из того, что при быстрых нагревах зерна аустенита растут в весьма малой степени. Вследствие этого температура нагрева определяется не только положением критических точек стали, но и скоростью нагрева, а также исходной структурой. Поэтому она превосходит температуру нагрева в печах на 50—200° С (табл. 14).

из этих сталей сварной аппаратуры, предназначенной для эксплуатации в агрессивных средах, и отсутствия в них карбидообразующих элементов рекомендуется применять для сварной конструкции дополнительный отжиг при 760—780° С с последующим относительно быстрым охлаждением. Тогда, благодаря диффузионным процессам, при нагреве происходит выравнивание концентраций Сг в металле и сталь приобретает достаточно высокое сопротивление межкристаллитной коррозии.

нение серы на поверхности трения но является чисто поверхностным явлением, сводящимся к образованию тонких сорусодержащих пленок, а скорее по своей природе может быть отнесено к диффузионным процессам. Конечно, окончательное решение вопроса о природе процесса регенерации серы на поверхностях изнашивания требует дальнейших углубленных исследований. Далее было показано, что даже тогда, когда керосин не заменялся па протяжении всего периода испытания, взаимодействие смазки, содержащей продукты износа и радиоактивную серу, с поверхностью трения вкладыша не приводит к образованию серусодержащих соединений или пленок.

позволяют быстро протекать диффузионным процессам. В результате

Среди известных способов сварки давлением только при диффузионной сварке и сварке взрывом ев приближается к минимально возможной. Это обусловлено контактированием с критическими скоростями, при которых благодаря диффузионным процессам разупрочнение в контакте преобладает перед его деформационным упрочнением. Для всех остальных способов сварки давлением фактические скорости контактирования намного превышают критические. Следовательно, при этих способах нельзя получить соединения с минимальной остаточной деформацией. Например, чтобы при холодной сварке получить соединение с минимальной осадкой, скорость контактирования при комнатной температуре должна быть настолько медленной, что для завершения сварки потребуются годы.

Структурные превращения при высоких температурах в зависимости от легирования сплава и его исходного структурного состояния могут иметь разный механизм и приводить к разным последствиям. В большинстве своем они могут быть отнесены к диффузионным процессам, интенсивность которых с повышением температуры меняется по экспоненциальному закону, а времени —• по закону квадратичной параболы. В перлитных и аустенитных сталях при длительном температурном воздействии наблюдаются следующие структурные превращения:

2. Высокая температура и пластическая деформация способствуют диффузионным процессам; в итоге возможно обогащение поверхности

В условиях диффузионного режима эффективность работы катода (плотность тока на нем), начиная с определенной величины (0,05—0,07 см), должна возрастать по мере уменьшения толщины слоя электролита по законам, свойственным диффузионным процессам. Расчеты и опыты, которые будут описаны ниже, показывают, однако, что, когда мы имеем дело с тонкими слоями, явление сильно осложняется. Диффузионные токи, регистрируемые экспериментально, значительно выше тех значений, которые получаются путем расчета при допущении, что в слоях тоньше 0,05—0,07 см кислород переносится по чисто диффузионному механизму.

Способность древесины пропускать или задерживать те или иные газы благодаря диффузионным процессам зависит от вида и концентрации газа, направления его движения, а также от сорта, возраста и толщины древесины.'Диффузия газа тем больше, чем меньше объемная масса древесины. Наибольшее количество газов перемещается вдоль волокон и в радиальном направлении, наименьшее — поперек волокон. Более молодая часть дерева (заболонь) пропускает газы лучше, чем его сердцевина (ядро). Пары кислот и щелочей при низкой относительной влажности и нормальной температуре мало влияют на долговечность смолистой древесины. Напротив, горячие пары кислот разрушают целлюлозу и некоторые другие компоненты древесины, а горячие пары щелочей приводят к распаду лигнина.

Первый «зародышевый» процесс, по-видимому, реализуется весьма редко (образование новых зерен из рекристаллизованных энергетически маловероятно). Миграция границ зерен является диффузионным процессом, скорость его определяется скоростью самодиффузин, и поэтому этот процесс имеет преимущественное значение при высокой температуре, значительно выше температуры рекристаллизации.

Процесс упорядочения является диффузионным процессом (превращение сопровождается перемещением атомов), поэтому •медленное охлаждение способствует упорядочению.

В заключение отметим еще один момент. Если дилатометрические изменения при отжиге обусловлены переходом неравновесных границ зерен в более равновесное состояние, то по данным кинетики этих изменений можно судить о кинетике перехода неравновесных границ в равновесные, т. е. о возврате структуры неравновесных границ зерен в ультрамелкозернистом поликристалле. В последние годы для описания этого процесса возврата предложен ряд моделей [148, 149], в согласии с которыми скорость возврата границ зерен контролируется объемной диффузией в тройных стыках. Однако полученные из дилатометрических исследований данные — низкое значение энергии активации, временная стадийность эффекта — позволяют полагать, что возврат границ зерен в поликристалле не является чисто диффузионным процессом и связан с процессом релаксации напряжений в тройных стыках, по-видимому, за счет перераспределения дислокаций в границах.

Отдых состоит в рассасывании внутренних напряжений вследствие перемещения атомов искаженных областей решетки в равновесные состояния. Этот процесс протекает без видимого изменения структуры кристалла и-приводит к частичному или полному снятию упрочнения, полученного в результате пластического деформирования. Являясь диффузионным процессом, отдых протекает со скоростью, резко зависящей от температуры и запасенной энергии; деформирования. Металлы с низкой точкой плавления (олово, свинец, кадмий и др.) уже при комнатной температуре имеют сравнительно высокую скорость самодиффузии и отдыхают с заметной скоростью. В деформированных тугоплавких металлах (железо, вольфрам и др.) отдых при комнатной температуре происходит с ничтожно малой скоростью. С повышением температуры скорость отдыха резко возрастает. При температуре, составляющей примерно

Этим измеряется сила анодного тока, когда она контролируется диффузионным процессом. Используя, как и прежде, отношение концентрации у анода са к Со, находим, что

керамики и стали, либо путем припайки металлокерамики к стали тугоплавкими припоями. Испытания показали, что соединение припоями оказалось прочнее, чем соединение диффузионным процессом.

В сталях, закаленных на мартенсит, при невысоком нагреве (100 — 250° С), т. е. при отпуске, углерод выделяется из решетки а-железа, образуя мельчайшие частицы карбида железа; при этом степень искажения решетки (степень тетрагональности) уменьшается. Превращение при отпуске мартенсита является диффузионным процессом, который завершается наступлением метастабильного равновесия.

При многих видах термической обработки сталь нагревают до температур, соответствующих существованию аустенита (процесс аустенитизации). Образование аустенита при нагреве является диффузионным процессом и подчиняется основным положениям теории кристаллизации.

Характерный радикал VDot лишний раз напоминает, что мы имеем дело с диффузионным процессом. Интересно, что хотя вывод был прикидочным, результат оказывается очень неплохим. Намного более сложная математика дает такой ответ:

Первый «зародышевый» процесс, по-видимому, реализуется весьма редко (образование новых зерен из рекристаллизованных энергетически маловероятно). Миграция границ зерен является диффузионным процессом, скорость его определяется скоростью самодиффузии, и поэтому этот процесс имеет преимущественное значение при высокой температуре, значительно выше температуры рекристаллизации.

Процесс упорядочения является диффузионным процессом (превращение сопровождается перемещением атомов), поэтому медленное охлаждение способствует упорядочению.