В различных сплавах процесс старения может протекать по-разному. Двухфазный распад характеризуется тем, что процесс охватывает объем стареющего сплава не целиком, а частично и проходит так, что в отдельных участках образца сразу выделяются кристаллиты новой фазы, которые уже практически не растут. Масса новой фазы в образце увеличивается вследствие образования все новых и новых кристаллитов. Он наблюдается в сплавах Сu — Sn, Сu — Ве,Мg – Аl.
Иначе протекает распад в сплавах Аl — Si и Аl — Сu и др. М. И. Захарова показала, что в этих сплавах не наблюдается сосуществование двух твердых растворов разной концентрации. Методом прецизионного измерения периодов решетки установлено, что период решетки пересыщенного твердого раствора изменяется по мере увеличения продолжительности старения. Так как процесс старения охватывает всю массу образца, его назвали однофазным. На основании зависимости периода решетки сплава Аl— Si от времени отпуска С. Т. Конобеевский выделил следующие стадии старения:
1) инкубационный период (подготовка к распаду); период решетки пересыщенного твердого раствора не меняется;
2) спонтанный (самопроизвольный) распад; период решетки резко растет и происходит выделение дисперсных частиц новой фазы;
3) метастабильное (коллоидное) равновесие; твердый раствор сохраняет еще большое количество избыточного компонента;
4) коагуляция частиц выделившейся фазы; рост частиц новой фазы происходит в результате обеднения окружающего твердого раствора, и поэтому период решетки продолжает расти.
Продолжительность всех стадий распада резко сокращается с повышением температуры. Деформация сплавов также ускоряет распад пересыщенного твердого раствора.
Физические и физико-химические свойства сплавов во время инкубационной стадии распада изменяются. Причем изменение многих свойств достигает максимума к моменту завершения спонтанного распада. При коагуляции снижается твердость и изменяются другие свойства сплавов.
ИЗУЧЕНИЕ МОНОКРИСТАЛЛОВ СТАРЕЮЩИХ СПЛАВОВ
Метод порошков не позволил получить существенных данных о начальной стадии старения. Исследование монокристаллов позволило получить детальные сведения о процессах, происходящих при распаде пересыщенных твердых растворов.
В 1938 г. А. Гинье и Г. Престон заметили на лауэграммах, снятых с монокристаллов дюралюминия, испытавшего естественное старение, дополнительные вытянутые максимумы, не принадлежавшие решетке твердого раствора. Такие максимумы (рис. 21.), называемые за их размытость диффузными, были объяснены как результат двумерной дифракции на тончайших выделениях в стареющем монокристалле.
-
Рис. 21.. Лауэграмма монокристалла сплава А1 — 4% Сu, испытавшего старение.
Монокристалл пересыщенного твердого раствора, испытавшего старение, называется матрицей, так как при этом процессе происходят такие структурные изменения, после которых объект перестает быть монокристаллом и сохраняет лишь его внешнюю форму. Выделения в состаренном монокристалле называются по имени открывших их исследователей зонами Гинье — Престона.
Для объяснения интерференционной картины используется представление об обратной решетке.
Угловая ширина дифракционного максимума определяется соотношением Δ = 4πMj ,где Мj — число ячеек по j-му главному кристаллографическому направлению. Величина Δ определяет размер узла обратной решетки. При бесконечно большом числе ячеек в решетке идеального кристалла узлы обратной решетки представляют собой геометрические точки, что указывает на бесконечно малую угловую ширину дифракционных максимумов. Наоборот, при малом числе ячеек хотя бы по одному кристаллографическому направлению угловая ширина дифракционного максимума становится большой. Это создает представление об узлах обратной решетки как об областях, имеющих заметные геометрические размеры.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.