Превращение сопровождается

При высокой температуре t{ (малая степень переохлаждения) превращение развивается медленно и продолжительность инкубационного периода (отрезок от начала координат до точки а) и время превращения (отрезок от начала координат до точки Ъ} велики. При снижении температуры превращения,

П. П. Данков и С. Т. Конобеевский разработали принцип структурного и размерного соответствия: при кристаллизации в анизотропной среде превращение развивается таким образом, что кристаллическая решетка новой фазы сопрягается подобными плоскостями с кристаллической решеткой старой фазы (т. е. когерентность решеток), причем параметры их различаются минимально*.

Если превращение развивается на некотором температурном ин-

В случае полиморфного превращения при переохлаждении высокотемпературной фазы до низких температур происходит бездиффузионное превращение высокотемпературной модификации (fi) в низкотемпературную (а). При этом изменение состава фаз не происходит. Превращение протекает сдвиговым путем, в основе которого лежит кооперативное и закономерное перемещение атомов, когда они сохраняют своих соседей и смещаются по отношению друг- к другу на расстояния, меньшие межатомных. Новая фаза когерентно связана с исходной фазой. При нарушении когерентности рост кристаллов прекращается, так как диффузионный переход из одной фазы в другую при низких температурах невозможен. Превращение развивается за счет образования новых кристаллов, когерентно связанных с исходной фазой. Рост кристаллов новой фазы протекает с большой скоростью (-—- 108 м/с).

На рис. 2.19 показаны кривые [16] электросопротивление — температура при замещении части титана ванадием. При легировании 2 % V отчетливо проявляется точка As. Ясно, что превращение развивается как двухступенчатый процесс. Точка Ms. при которой резко уменьшается электросопротивление, при увеличении концентрации ванадия смещается в сторону более низких температур, причем даже при увеличении числа валентных электронов < 7, точка Ms не повышается. Изменение Ms при замещении титана ванадием, хромом и марганцем или при замещении никеля кобальтом и железом показано на рис. 2.20. Если отложить по оси абсцисс концентрацию валентных электронов, то видно (рис. 2.21), что по мере отклонения концентрации валентных электронов (е/а) от 7 Ms смещается в сторону более низких температур [16]. Тот факт, что при замещении хромом понижение Ms аномально высокое, свидетельствует, что валентность хрома некорректно принята равной 5. По-видимому, теоретическое исследование причин пони-

существует область температур, в которой превращение развивается очень медленно или вовсе не происходит до тех пор, пока в жидкости не окажутся зародыши кристаллов.

существует область температур, в которой превращение развивается очень медленно или вовсе не происходит до тех пор, пока в жидкости не окажутся зародыши кристаллов.

В основе мартенситного превращения лежит кооперативное и закономерное перемещение атомов, когда они сохраняют своих соседей и смещаются только по отношению друг к другу на расстояния меньше, чем межатомные. Новая фаза когерентно связана с исходной фазой, и при нарушении когерентности рост кристаллов новой фазы прекращается. В этом случае полиморфное превращение развивается за счет образования и роста новых кристаллов, когерентно связанных с исходной фазой. Рост кристаллов новой фазы протекает с очень большой скоростью (~103 м/с).

В течение определенного промежутка времени при изотермической выдержке превращение аустенита в перлит не начинается, несмотря на наличие переохлаждения. Этот промежуток времени называют инкубационным периодом. Затем превращение развивается с нарастающей скоростью пока не превратится приблизительно половины аустенита. Далее оно протекает с затухающей скоростью.

Таким образом, мартенситное превращение развивается лишь в условиях непрерывного охлаждения ниже точки Мн, причем оно протекает путем образования новых более мелких игл мартенсита, а не роста ранее образовавшихся игл,

При высокой температуре ^ (малая степень переохлаждения) превращение развивается медленно и продолжительность инкубационного периода (отрезок от начала координат до точки а) и время превращения (отрезок от начала координат до точки Ь) велики. При снижении температуры превращения,

Процесс упорядочения является диффузионным процессом (превращение сопровождается перемещением атомов), поэтому •медленное охлаждение способствует упорядочению.

Оказывается, что ориентировка пластин мартенсита обусловлена тем, что он может образовываться лишь по определенным кристаллографическим плоскостям и направлениям в аустените. Подобное ориентированное превращение можно рассматривать как сдвиг или смещение какого-то объема металла по определенной плоскости с одновременным 7~*"a~nPeBPau*e" нием. Превращение сопровождается значительным смещением атомов металла в пространстве, но без обмена мест и без значительного изменения расстояний между атомами. Подобное

твердого раствора в другой. В этом случае состав существующих фаз (т. е. мартенсита и аустенита) в интервале превращений различен. Второй способ перехода — бездиффузионный, когда в интервале превращения состав фаз постоянный. Такое превращение сопровождается образованием обратного рельефа (рис. 214), что характеризует ориентированность превращения. Следовательно, этот переход мартенсит—>-аустенит имеет черты мартенсит-ного превращения и называется поэтому обратным мартенситным превращением.

Упрочнение при образовании игольчатого феррита обусловлено «фазовым» наклепом: \>-*а-превращение сопровождается объемными изменениями, а так как оно (в результате переохлаждения) совершается при пониженной температуре, то у- и а-фазы претерпевают наклеп. В итоге превращения блочное строение сплава сильно измельчается при наведении значительных напряжений II рода.

Полиморфное превращение сопровождается скачкообразным изменением свойств металлов или сплавов: удельного объема, теплоемкости, теплопроводности, электропроводности, магнитных свойств механических и химических свойств и т. д.

Газообразователями могут быть и смолы, если при нагревании их превращение сопровождается выделением летучих веществ (самовспенивающиеся материалы).

В ЗТВ в процессе нагрева и охлаждения при сварке, а также в шве при охлаждении получают развитие целый ряд фазовых и структурных превращений. Под фазовыми превращениями (переходами I рода) понимают превращения с образованием новых фаз, отличающихся от исходных атомно-кристаллическим строением, часто составом, свойствами, и разграниченных с ними поверхностями раздела (межфазными границами). При образовании новой фазы в ее объеме меняется свободная энергия, скачкообразно изменяются энтропия, теплосодержание и в момент превращения теплоемкость стремится к бесконечности. В связи с этим фазовое превращение сопровождается выделением или, поглощением теплоты. При структурных превращениях (переходах II рода) происходит перераспределение дефектов кристаллической решетки, легирующих элементов и примесей и изменение субструктуры существующих фаз. Структурные превращения сопровождаются плавным изменением свободной энергии, энтропии и теплосодержания, скачкообразным — теплоемкости, и не сопровождаются выделением теплоты.

Определенной спецификой отличаются превращения в зоне неполной перекристаллизации в мартенситно-стареющих сталях. Современные мартенситно-стареющие стали имеют следующие системы легирования: Н18К9, Х15Н5 и Х12Н10.Стали содержат углерод (0,03...0,08%), а также Ti, Al, Mo, Mb, Си и другие элементы. Последние обусловливают упрочнение в процессе старения. Стали применяются в состоянии закалки и старения с исходной структурой низкоуглеродистого мартенсита, упрочненного высокодисперсными интерметаллидными фазами типа NiaTj Fe2Mo и др. В зоне неполной перекристаллизации происходит так называемое обратное (а->- v) -превращение, при котором часть мартенсита без распада на ферритно-перлитную смесь превращается в аустенит. Превращение имеет сдвиговый характер, подобно мартенситному превращению, почему оно и было названо обратным. Обратное превращение сопровождается коагуляцией интерметаллидов и частичным их растворением в аусте-

Второе превращение сопровождается распадом мартенсита, в результате чего образуется карбид Fe3C (карбид может образоваться также по реакции Fe^C —* Fe3C).

Продуктами третьего превращения являются феррит и цементит — две фазы, содержащиеся в микроструктуре стали; это превращение сопровождается почти полным снятием внутренних напряжений.

ПРОЧНОСТЬ ПОЛИМЕРОВ — тесно связана с их деформационными св-вами, зависящими от строения и физич, состояния полимера. В различных физич. состояниях полимер испытывает разные виды деформации и разрушения и прочность его различна. Кристаллич. полимеры при малых деформациях ведут себя как твердые тела, при больших растяжениях претерпевают структурное превращение от исходной неориентированной фазы к ориентированной кристаллической, когда цепи в кристаллах расположены преимущественно вдоль оси растяжения. Структурное превращение сопровождается скачкообразным изменением длины образца при значении критич. силы FK , зависящей от темп-ры. При нагруже-нии на первой стадии происходит равномерное небольшое растяжение образца, затем скачкообразно возникает «шейка», к-рая при дальнейшем растяжении на второй стадии постепенно распространяется на весь образец. С уменьшением мол. веса прочность кристаллич. полимера падает и может стать меньше FKp, тогда полимер испытывает только хрупкий разрыв без фазового перехода. Большие деформации кристаллич. высокополимеров практически вплоть до разрыва — высокоэластические (см. Деформация высокоэластическая), т. к. связаны с изменением конфигурации и ориентации полимерных цепей и пачек. При испытании на разрыв кристаллич. полимеры дают температурную зависимость прочности, приведенную на рис. 1. При низких темп-рах j в области А В наблю- дается только хруп-кая прочность. Начи-™ ная с темп-ры ориентации 7'0р, при к-рой Рис. 1. Зависимость уже образуется шеи-прочности (напряже- Ка и материал приоб-ния) от темп-ры. ретает способность к ориентации, образец