Двухфазное состояние

получение сварных швов с двухфазной структурой (аустенит плюс небольшое количество феррита, карбидов или боридов) для улучшения структуры и измельчения зерна";

и специалисты iio силикатам. Открытие метода -направленной кристаллизации стекла оценивается как одно из важных событий в области создания новых конструкционных материалов с двухфазной структурой— кристаллической и стекловидной.

ной двухфазной структурой считают именно это обстоятельство.

темп-ре, чем высоколегированные — с двухфазной структурой. При высоких же теин-pax легче деформируются двухфазные сплавы и сильнее сопротивляются деформированию сплавы однофазные.

Особенности оптического и механического поведения этих полимеров при повышенной температуре можно объяснить двух-фазностью структуры материала. Предполагается, что материал состоит из двух фаз с разными свойствами. Одну из них можно рассматривать как каркас, свойства которого мало меняются с температурой, тогда как вторая фаза представляет собой аморфную массу, окружающую каркас. Эта часть при нагреве становится вязкой. При высокой температуре мягкая составляющая воспринимает лишь незначительную часть нагрузки в соответствии со своим низким модулем упругости, а основную часть нагрузки воспринимает упругий каркас (фиг. 5.35). Если такой материал с двухфазной структурой нагружать при высокой тем-

Сплавы с двухфазной структурой с крупными выделениями второй фазы имеют меньшую жаропрочность, чем сплавы, отвечающие максимальному насыщению твердого раствора легирующими компонентами, или сплавы, находящиеся в состоянии мелкодисперсного распада.

а-фазы и вторичного аустенита, а при 22,39% Сг произошел частичный распад феррита и структура стала трехфазной: a+V+tf. Из ферритной стали, содержащей 24,18% Сг, при 1000 °С выделились кристаллы у-фазы. Образовалась область с двухфазной структурой а+у. При дальнейшем понижении температуры (850—650 °С) феррит подвергся частичному распаду с выделением а-фазы (область а+у+а).

1150—1000 °С обладают двухфазной структурой a+V-твердыХ растворов. С понижением температуры происходит выделение карбидов хрома (область a+v+^C), при дальнейшем ее понижении феррит стали с 16,22% Сг претерпевает полный распад с образованием a-фазы и вторичного аустенита (область у-\~о-\-К). В структуре сталей с 18—22% Сг феррит распадается частично (четырехфазная область а-\-у+а-\-К).

ляются сплавами с двухфазной структурой, и т. д.

97. Кастилло А. П., Мишель Г. М., Роджерс Дж. К. Сплав 86 - новая коррозионно-стойкая сталь с двухфазной структурой. Перевод с англ. Киев. Торгово-промышленная палата УССР, 1989. 26 с.

Автору с сотрудниками удалось найти другое решение, позволяющее применять в сварных конструкциях высокожаропрочные стали, не опасаясь локальных разрушений [20]. Оказалось, что благоприятное сочетание высокой жаропрочности и высокой сопротивляемости локальным разрушениям достигается при упрочнении аустенитной стали (сплава) значительным количеством бо-ридной фазы. Аустенитные стали, легированные бором (более 0,3—0,4%), обладают не только высокой жаропрочностью (см. табл. 3). Они весьма устойчивы против образования горячих околошовных трещин (см. рис. 76). Обладая двухфазной структурой, они отличаются повышенной межкристаллитной (межзерен-ной) прочностью. Следует, однако, отметить, что ударная вязкость этих сталей при комнатной температуре невысока. Автор полагает, что применение жаропрочных аустенитно-боридных сталей явится одним из эффективных средств решения проблемы предотвращения локальных разрушений сварных соединений (рис. 76). Эффективной мерой предотвращения хрупких разрушений аустенитных сталей является повышение их длительной пластичности [23],

а — двухфазное состояние; б — трехфазное состояние

Состав фаз, находящихся в равновесии при данной температуре, отвечает точкам Са и С^ (рис. 54, в). Двухфазное состояние соответствует концентрациям, лежащим в пределах Са — Ср, где свободная энергия смеси двух фаз a-состава Са и (5-состава Ср, определяемая точками на прямой аб, меньше свободной энергии отдельных фаз. Составы, имеющие концентрацию меньше Са, з условиях равновесия будут состоять только из a-фазы, а сплавы с концентрацией более Ср из Р-фазы.

свободная энергия меняется с изменением состава по липни F.lfa6F'a. В интервале концентраций АСа (см. рис. 55, а и «) устойчив жидкий раствор, а в интервале С6В —твердый раствор а. В сплавах интервала СаС(. равновесным является двухфазное состояние: жидкость состава точки Са и кристаллы а состава Сб. Свободная энергия этих сплавов определяется прямой аб, являющейся отрезком общей касательной к кривым изменения свободной энергии жидкого Fм и твердого Fa растворов.

Рассмотрим более подробно процесс кристаллизации сплава, содержащего 50 % компонента К (рис. 57, а). Кристаллизация става начинается при температуре llt когда из жидкого сплава и i,i чел я юте я первые кристаллы твердого раствора а. Ниже tl сплав яв 1яется двухфазным (жидкость и а-кристаллы). Двухфазное состояние, характерное для процесс-'! кристаллизации, существует

Выше поверхности ликвидус сплавы находятся в жидком состоянии. В интервале температур между поверхностями ликвидус и солидус будет двухфазное состояние (Ж -f- а). При температурах ниже поверхности солидус существует только тройной os-твердын раствор.

Процессы парообразования протекающие при постоянном давлении выше критического, на диаграмме v—р отображаются горизонтальными прямыми, расположенными над критической точкой. При этих давлениях вода превращается в пар, не переходя через двухфазное состояние.

.но движется вверх в виде отдельных струй или столбов, увлекаемая • паровыми пузырьками. Нисходящее движение, компенсирующее это подъемное движение жидкости в центральной части сосуда, происходит около стенок, где количество пузырьков меньше и жидкость в среднем «тяжелее». Вследствие такой циркуляции основное количество пузырьков всплывает в восходящем потоке жидкости. Поэтому скорость их подъема относительно стенок сосуда оказывается большей, чем вычисленная по приведенным формулам для малоподвижной жидкости. Иную структуру имеет поток при кипении жидкости, недогретой до температуры насыщения (рис. 13-11). В этом случае двухфазное состояние наблюдается лишь в пристенной области. Поверхностное кипение начинается при температурном напоре Л^нач, при котором тепловой поток может быть найден из условий конвекции однофазной жидкости: С другой стороны, тепловой поток <7ктт может быть определен из-условий кипения жидкости, (см. ниже). Уравнение теплового баланса позволяет выразить искомое значение температурного напора

Исследовался сплав Zn+22% Al в литом (хрупком) и пластичном состояниях. В соответствии с диаграммой состояния [5] при комнатной температуре устойчивым является двухфазное состояние. ос-фаза представляет твердый раствор цинка в алюминии и имеет ГЦК решетку ^-фаза — раствор алюминия на основе ГПУ решетки цинка. В качестве моделей этих фаз были использованы сплавы Al+1,5% Zn (а) и Zn+0,4% Al (р).

процессы распада, обеднения пересыщенного твердого раствора и перехода сплава в более стабильное двухфазное состояние, в котором свободная энергия фаз имеет наименьшую величину, В некоторых переохлажденных твердых растворах отдельные стадии распада могут протекать уже при комнатной температуре, в других — распад идет только при нагреве до некоторой промежуточной температуры. Механизм процесса старения с распадом пересыщенных твердых растворов можно представить следующим образом: в первой стадии внутри пересыщенного твердого раствора а происходит направленная диффузия атомов компонента В и скопление их в определенных участках кристаллической решетки; во второй стадии процесса в наиболее обогащенных компонентом В участках пересыщенного твердого раствора формируются очень малые области с новой кристаллической решеткой, свойственной или компоненту В, или его химическому соединению с компонентом А, или переходной фазе; строение этой решетки и решетки исходного твердого раствора а (матрицы) обычно аналогичны, вследствие чего наблюдается закономерное сопряжение (когерентность) обеих кристаллических решеток. В третьей стадии происходит отрыв одной решетки от другой, образование самостоятельных, дисперсных частиц новой фазы (так называемое дисперсионное твердение) и уменьшение концентрации растворенного элемента в исходном твердом растворе до равновесного значения. Четвертая стадия — это укрупнение (коагуляция) дисперсных частиц и переход метаста-бильной модификации новой фазы в стабильную. Следует иметь в виду, что скорость распада (выделения) тем больше, чем выше температура стареющего сплава; при данной температуре

На практике, однако, наибольшее применение в этой связи получил так называемый метод контрольных объемов [19, 20] . Метод широко используется для анализа режимов разогрева и расхолаживания АЭУ и особенно аварийных ситуаций, связанных с потерей теплоносителя, позволяет легко учитьтать двухфазное состояние жидкости, прост в машинной реализации. Вместе с тем использование его ограничивается фактически медленными процессами динамики жидкости, поскольку в силу природы

Введением радиоактивного изотопа Са45 и сплав А1 —Ni с большим интервалом кристаллизации (=430°) удается зафиксировать двухфазное состояние сплава к моменту введения индикатора.