Величина ro~α/μq20∆с2 характеризует соотношение удельных значений поверхностной энергии и энергии упругой деформации. Выводы данной теории сохраняют свое значение и при росте комплекса, если элементы его структуры много меньше размера комплекса (D<<L), так как при таком соотношении релаксация о структуре комплекса будет идти быстрее, чем относительное увеличение размера комплекса.
Полидоменные пластины. Если фазовое превращение состоит в изменении кристаллической структуры, то обычно имеется несколько равноценных вариантов деформации решетки. Например, при образовании тетрагональной фазы из кубической ось с может быть параллельной одному из трех направлений ребра куба, т. е. образующиеся в пределах одного исходного кубического кристалла области тетрагональной структуры могут иметь три разных ориентировки. Деформация решетки при превращении кубической структуры в тетрагональную, например при образовании мартенсита в углеродистой стали, не является деформацией с инвариантной плоскостью, поэтому образование пластины тетрагональной фазы конечной толщины, должно приводить к возникновению, поля деформации. На рисунке 83а показана пластина, состоящая из чередующихся пластин – доменов тетрагональной фазы с различными ориентациями тетрагональной оси. При подходящей ориентации полидоменной пластины и определенном соотношении толщины доменов двух типов получается суммарная микроскопически плоская деформация, которая уже может быть деформацией с инвариантной плоскостью. В этом случае сопряжение фаз не приводит к возникновению поля напряжения в объеме пластины. Определить оптимальную структуру полидоменной пластины (толщина одного из типов доменов и расстояние между этими доменами) можно минимизацией суммы поверхностной энергии и упругой энергии, связанной с торцевой (некогерентной) поверхностью полидоменной пластины.
Упругое взаимодействие кристаллов новой фазы. Поскольку дальнодействующее поле когерентного пластинчатого кристалла новой фазы внутри исходного кристалла можно уподобить полю дислокационной петли с вектором Бюргерса b=εD, то по аналогии с обычными дислокациями можно представить такие взаимные расположения этик кристаллов, которые приводят к понижению уровня суммарных напряжений. Во-первых, это достигается образованием стыков пластинчатых кристаллов, если энергия результирующего поля будет меньше суммы энергий упругой деформации у торцов независимо взятых кристаллов:
( ((∑εiDi)2<∑ (εiDi)2 (234)
а – полидоменная пластина, составленная из доменов сразной ориентацией тетрагональнойоси; границы раздела параллельны плоскостям(110) и (011); 6, в – устойчивые расположениямонодоменных пластинчатых кристаллов
Рисунок 83 – Микроструктуры при образовании тетрагональной фазы (мартенсит в стали)
Во-вторых, уменьшения упругой энергии надо ожидать при образовании таких расположений пластинчатых кристаллов, которые аналогичны расположению дислокаций в вертикальных стенках (при полигонизации). Такое расположение показано на рисунке 83в. Стыки кристаллов (см. рисунок 83б) при подходящем соотношении толщин могут дать результирующий вектор Бюргерса, перпендикулярный к линии стыка кристаллов, а изменение длины стыкующихся кристаллов от стыка к стыку может создать расположение стыков (дислокаций») по типу вертикальной стенки. Следовательно, в этом расположении реализуются оба интерференционных эффекта, уменьшающих дальнодействующее поле упругой деформации от торцов пластинчатых кристаллов. Фермы из пластин и параллельные расположения пластинчатых кристаллов характерны, например, для микроструктур мартенсита в сплавах на железной основе (рисунок 84).
а – упругие тетрагональные домены при упорядочении А и В в сплаве Со–Pt; б – двойниковые ориентации соседних мартенситных кристаллов в хромоникелевой стали; в – разные ориентации пластинчатых частиц фазы СuВе (структура типа CsC1) в чередующихся областях тетрагональной деформации (г.ц.к. матрица + включения) сплав Cu – 1 мас.% Ве
Рисунок 84 – Взаимные расположения кристаллов новой фазы, обусловленные влиянием упругой энергии (электронные микрофотографии тонких фольг)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.