Изменение предела упругости связано только с начальным процессом распада. Об этом свидетельствуют почти не изменяющиеся во времени значение предела упругости после начального возрастания и небольшая зависимость этой величины от температуры старения при 400-500°С. При 450°С выдержка 200 мин дает близкое к максимальному значение предела текучести, однако даже выдержка в течение 1000 ч не вызывает перестарения. Таким образом, структура, формирующаяся в интервале температур максимального упрочнения, показывается весьма устойчивой.
Температура 500°С находится выше границы устойчивости состояния высокой прочности, и уже выдержка в течение 1 ч при этой температуре приводит к разупрочнению. Если бы не было принципиальной разницы в условиях равновесия при 450 и 500˚С и степень развития процесса старения контролировалась бы диффузией с энергией активации (около 60 ккал/моль), то состояние разупрочнения, наступающее при 500°С после нескольких часов, при 450°С должно было бы наступать не позднее 100 ч.
Этот анализ указывает на существование температурной границы относительной устойчивости структуры, отвечающей состоянию высокой прочности, аналогичной температурной границе метастабильного существования неоднородного твердого раствора (зонной структуры) при старении после закалки сплавов А1-Сu.
Кинетическое уравнение с показателем 1/3 получено эмпирически при исследовании процесса выделения углерода из мартенсита. В работах Б.Я. Любова и др. этот процесс рассмотрен в связи с влиянием на диффузию поля напряжений от дислокаций на полу когерентной границе карбид – мартенсит при одновременном ее перемещении. Этот вывод имеет общее значение для выделения частиц при наличии дислокаций, поскольку учитывает кроме нормальной восходящую диффузию в результате дрейфа примесных атомов в поле напряжения.
В настоящее время еще нет достаточных структурных данных для установления точного механизма выделения на дислокациях в о.ц.к. решетке, хотя выделения на дислокациях в сплавах на основе α-железа в случае раствора внедрения (углерод, азот) и растворов замещения (медь) совершенно бесспорны (см. рисунок 139).
Роль дислокаций в процессе выделения обычно обсуждают в связи с фактом возрастания упругой или поверхностной энергии при образовании частиц новой фазы и компенсации этого возрастания при образовании частиц на (или около) дислокации. При этом обращают внимание на облегчение зарождения фаз со структурой, отличной от структуры матрицы, подчеркивают роль «несоответствия» решеток матрицы и значения вектора Бюргерса дислокации. Чаще всего обсуждают выделение на дислокациях некогерентных частиц и придают значение дислокациям только в тех системах, где новая фаза имеет структуру, отличающуюся от структуры матрицы (некогерентное выделение). Все эти соображения бесспорно имеют значение при действительном выделении новой фазы. Однако в связи с выяснением механизма упрочнения при старении после деформации, как уже отмечалось, очень важно состояние, предшествующее образованию частиц фазы с новой структурой.
При низкотемпературном старении в условиях высокой плотности дефектов может быть устойчивым (точнее, метастабильным) состояние, подобное зонной структуре в недеформированных сплавах. Распределение, состав и размеры группировок избыточных атомов или сегрегатов в деформированном материале обусловлены распределением и типом дефектов, с которыми взаимодействуют атомы избыточного компонента. Эти сегрегаты не следует отождествлять с «атмосферами» примесных атомов возле дефектов в ненасыщенных твердых растворах. В пересыщенных твердых растворах «атмосферы» могут явиться устойчивыми центрами расслоения. В связи с тем, что состояние неоднородного (или расслоившегося) твердого раствора более стабильно, чем состояние однородного (закаленного) твердого раствора, само расслоение может не ускорять появления стабильной фазы.
Таким образом, дислокации способствуют распаду твердого раствора по типу расслоения, но тем самым создают более устойчивое состояние системы, чем однородный твердый раствор, и при не слишком большом пресыщении затрудняют выделение частиц стабильной фазы (с новой структурой). При низкой температуре это состояние можно считать метастабильным.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.