Так как каждое мартенситное превращение связано с искажением (дисторсией) решетки, имеющей гомогенный компонент, можно ожидать, что внешние приложенные напряжения будут способствовать протеканию этих превращений. Пластическая деформация вызывает превращение при температурах, значительно больших, чем температура начала мартенситного превращения. Например, в сплавах Fe–Ni, Cu–Zn, Au–Cu и в Li достигается наиболее значительное повышение температуры Мн. В чистом Li и в сплавах Cu–Al и Fe–Mg одна мартенситная фаза при холодной деформации превращается в другую. Тенденция к инициированию превращения в ходе пластической деформации уменьшается с увеличением температуры выше Мн.Выше температуры, Мd,деформация уже не может вызвать превращение. Обнаружено, что в образце, подвергнутом холодной деформации при температуре выше Мd, температура Мн оказывается ниже, чем у обычного отожженного образца.
По-видимому, холодная деформация ниже Мdдействует как термическая активация, помогая атомам преодолевать энергетические барьеры и переходить из метастабильных состояний в более устойчивые. Холодная деформация способствует превращению мартенситной фазы в Li и сплавах Li–Mg (сильно искаженная г.п.у. структура превращается в г.ц.к., также искаженную). В системе Cu–Si при холодной деформации образуется фаза γ', которая не наблюдается в термически обработанных образцах и является метастабильной относительно равновесной фазы γ. В системах Co–Ni и Ar–N2 результаты исследований по превращениям г.п.у.↔г.ц.к. и г.ц.к.↔г.п.у. структур (вызванные деформацией) использовались для определения температурно-концентрационных линий. Фазы, в которых дефекты упаковки образуются в ходе пластической деформации, могут быть классифицированы как метастабильные состояния вызванные деформацией (системы Cu–Si, Ag–Sn, Cu – Ga и другие).
Влияние дефектов кристаллического строения на процесс старения.
Влияние дефектов кристаллического строения, возникающих при пластической деформации, на процесс старения часто сводилось к ускорению процессов выделения. В действительности, влияние на скорость распада может не иметь однозначного решения, так как процесс распада обычно состоит из нескольких стадий и влияние структурных дефектов на протекание этих стадий различно.
При анализе процессов распада в сплаве с высокой плотностью дефектов необходимо рассматривать не только изменение энергии активации обычных реакций распада, но и возможность возникновения под действием структурных дефектов новых состояний с относительным минимумом свободной энергии.
Высокая плотность деформационных дефектов решетки может привести к задержке процесса выделения. В сплаве К40НXM (40 % Со, по 15-20 % Fe, Ni и Cr, 7 %Мо, около 0,1 % С) из г.ц.к. твердого раствора возможно выделение карбида типа Со6Мо6С. После сильной пластической деформации (холодная прокатка с обжатием около 70%) старение при 500°С приводит к значительному упрочнению, однако методом дифракционной электронной микроскопии выделение не обнаружено. Выделение наблюдали при более высокой температуре старения только на тех участках, где прошла рекристаллизация (участок Р на рисунке 137). При небольшом пересыщении и значительной плотности дефекта распад можно представить как образование атмосфер избыточных атомов (например, С и N в α-Fe) возле дислокаций вследствие упругого (каттрелловского) взаимодействия и дальнейшее развитие объемных сегрегатов из-за химического пересыщения матрицы. Таким образом, процесс гетерогенизации возможен непрерывным понижением свободной энергии: повышение химической свободной энергии, связанное с началом дифференциации компонентов твердого раствора неспинодального состава, компенсируется уменьшением упругой энергии при образовании атмосфер. Образование и рост сегрегатов, последующее упорядочение и образование промежуточной фазы – это важнейшие элементы процесса распада твердого раствора при низкотемпературном старении после деформации.
Рисунок 137 – Микроструктура сплава 40HXМ после закалки, холодной прокатки и старения при 700°С, 1 ч (электронная микрофотография фольги). ´70 000
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.