Неравновесная структура

Неравновесная кристаллизация из жидкого раствора

Неравновесная кристаллизация из жидкого раствора обычно происходит без большого переохлаждения и определяющей чертой нарушения условий равновесия является запаздывание диффузии в твердой фазе; в жидкой же фазе диффузионные процессы успевают пройти полностью. Для вторичной неравновесной кристаллизации характерны значительные переохлаж-

Неравновесная кристаллизация. Процесс диффузии протекает медленно, поэтому в реальных условиях охлаждении состав в пределах каждого кристалла и разных кристаллов не успевает выравниваться, и он будет неодинаковым.

Неравновесная кристаллизация

Неравновесная кристаллизация. Процесс диффузии протекает медленно, поэтому в реальных условиях охлаждения состав в пределах каждого кристалла и разных кристаллов не успевает выравниваться и будет неодинаковым.

Искусственное старение без предварительной закалки (режим Т1) вызывает частичный распад твердого раствора, образовавшегося в процессе затвердевания и последующего охлаждения отливки в форме. При литье в металлические формы появляется неравновесная кристаллизация сплавов, обусловливающая повышенное содержание легирующих элементов в твердом растворе. Иногда для фиксирования повышенной концентрации компонентов в твердом растворе применяют охлаждение затвердевшей отливки не в литейной форме и не на воздухе, а в воде (эффект дополнительной частичной закалки).

Неравновесная кристаллизация из жидкого раствора

Неравновесная кристаллизация из жидкого раствора обычно происходит без большого переохлаждения и определяющей чертой нарушения условий равновесия является запаздывание диффузии в твердой фазе; в жидкой же фазе диффузионные процессы успевают пройти полностью. Для вторичной неравновесной кристаллизации характерны значительные переохлаж-

Неравновесная кристаллизация. Процесс диффузии протекает медленно, поэтому в реальных условиях охлаждения состав в пределах каждого кристалла и разных кристаллов не успевает выравниваться, и он будет неодинаковым.

Неравновесная кристаллизация

Рис. 61. Диаграммы состояния сплавов, образующих ограниченные твердые растворы и эвтектику (неравновесная кристаллизация)

К водородному охрупчпвапшо наиболее чувствительны высокопрочные пизкопластпчные сплавы, для которых характерна высокая степень трехоспостп напряженного состояния и высокий градиент напряжений впереди вершины трещины, являющийся прпчипои проникновения водорода в зону предразрушения. С другой стороны, дефектная неравновесная структура таких сплавов является наиболее уязвимой с точки зрения водородного охруп-чивания. При переходе к более пластичным и менее прочным материалам снижается объемность напряженного состояния, его зона смещается дальше от вершины трещины, при этом падает градиент напряжений. Все это сказывается на условиях переноса водорода в зопу предразрушения и накопления там критической концентрации, необходимой для образования сепаратной микротре-щины.

Закалка. Нагрев выше критич. точки, выдержка и последующее резкое охлаждение, в результате к-рого возникает напряженная и неравновесная структура (см. Закалка стали).

Закална применяется для повышения механических свойств деталей машин, производится путем нагрева на 20—30°С выше температур фазового превращения, некоторой выдержки при этой температуре и быстрого охлаждения в воде, масле или другой охлаждающей среде. При этом получается неравновесная структура превращения аустенита — мартенсит, придающая черным металлам наибольшую твердость.

При закалке сплавов из цветных металлов получается неравновесная структура; твердые растворы в отличие от закаленной стали обладают наименьшей твердостью.

Закалка применяется для повышения механических свойств деталей машин, производится путем нагрева на 20—30° С выше температур фазового превращения, некоторой выдержки при этой температуре и быстрого охлаждения в воде, масле или другой охлаждающей среде. При этом получается неравновесная структура, превращения аустенита —мартенсит, придающая черным металлам наибольшую твердость.

При закалке сплавов из цветных металлов получается неравновесная структура; твердые растворы в отличие от закаленной стали обладают наименьшей твердостью.

Закалка — это термическая обработка материалов, заключающаяся в нагреве и последующем быстром охлаждении с целью фиксации высокотемпературного состояния материала или предотвращения (подавления) нежелательных процессов, происходящих при медленном охлаждении. В результате закалки, как правило, образуется неравновесная структура. Разновидность закалки — поверхностная закалка.

К водородному охрупчпваппю наиболее чувствительны высокопрочные ппзкопластичные сплавы, для которых характерна высокая степень трехосностп напряженного состояния и высокий градиент напряжений впереди вершины трещины, являющийся причиной проникновения водорода в зону предразрушенпя. С другой стороны, дефектная неравновесная структура таких сплавов является наиболее уязвимой с точки зрения водородного охруп-чпвания. При переходе к более пластичным и менее прочным материалам снижается объемность напряженного состояния, его зона смещается дальше от вершины трещины, при этом падает градиент напряжений. Все это сказывается на условиях переноса водорода в золу предразрушения и накопления там критической кон-центращш, необходимой для образования сепаратной микротре-щпны.

Плоские инструменты (скобы, линейки, шаблоны и т. п.) нередко изготовляют из листовых сталей 15, 20, 15Х, 20Х, 12ХНЗА, подвергаемых цементации, и из сталей 50 и 55, закаливаемых с поверхности с нагревом ТВЧ. Поскольку неравновесная структура в этих сталях образуется только

Неравновесная структура, созданная холодным деформированием, у большинства металлов устойчива при 25 °С. Переход металла в более стабильное состояние происходит при нагреве. При повышении температуры ускоряется перемещение точечных дефектов и создаются условия для перераспределения дислокаций и уменьшения их количества.

Закалка — термическая обработка, в результате которой в сплавах образуется неравновесная структура. Неравновесные структуры при термической обработке можно получить только в том случае, когда в сплавах имеются превращения в твердом состоянии: переменная растворимость, полиморфные превращения твердых растворов, распад высокотемпературного твердого раствора по эвтектоидной реакции и др. Для получения неравновесной структуры сплав нагревают выше температуры фазового превращения в твердом состоянии, после чего быстро охлаждают, чтобы предотвратить равновесное превращение при охлаждении.