Закон Аррениуса

Самодиффузия----между однимы атомами.

При гетеродиффузии---по крайней мере, один из атомов является примесным. Однако вероятность протекания этих процессов в кристалле различна.

29-35

29. Удельное сопротивление сплавов.

Как указывалось, примеси и нарушения правильной структуры металлов ведут к увеличению их удельного сопротивления. Значительное возрастание р наблюдается при сплавлении двух металлов в том случае, если они образуют твердый раствор, т. е. создают при отвердевании совместную кристаллизацию и атомы

100 80 60 40 20 0% Cu → % Au (ат)

 

Рис. 15.9. Зависимости р (а) и ТК р (б) сплавов системы Сu — Ni от

 

состава (в процентах по массе)

Рис. 15.10 Зависимость удельного электросопротивления сплавов серебро- золото от состава при 293 К.

В системах сплавов с непрерывным рядом твердых растворов (Аи - Ag , Сu –Ni, Au-Cu и др.) электросопротивление тем больше, чем дальше сплав отстоит от чистых компонентов. Максимум сопротивления таких сплавов находится вблизи точки равного количества компонентов (рис. 15.9.) . Зависимость удельного сопротивления сплава двух металлов, образующих твердый раствор, от процентного содержания каждого из них представлена на рис. 15.9 (кривая а). Кривая имеет максимум, соответствующий некоторому соотношению содержаний компонентов в сплаве; при уменьшении содержания каждого из них р падает, приближаясь к соответствующим значениям р чистых металлов. Обычно наблюдается определенная закономерность и в изменении Т К р: относительно высокими значениями ТКр обладают чистые металлы, а у сплавов ТКр меньше и даже может приоб­ретать небольшие по абсолютной величине отрицательные значения (рис. 15.9, кривая б). Это объясняется тем, что у сплавов изменение р вызывается не только изменением подвижности носителей заряда, но в некоторых случаях и возрастанием концентрации но­сителей при повышении температуры.

 

вопрос

 

 

 

 

 

 

 

58. Холодная пластическая деформация характеризуется непрерывным

возрастанием плотности дислокаций. Одновременно

поперечное скольжение дислокаций позволяет им обходить

барьеры, что и составляет механизм разупрочнения (динамического

возврата) при холодной деформации.

 

59. ОБРАЗОВАНИЕ МАРТЕНСИТА

При увеличении скорости охлаждения стали до 120° в секунду и более переохлажденный аустенит сохранится нераспавшимся до температур 300-200°. Дальнейшее охлаждение такого аустенита не приводит к образованию механической смеси феррита и цементита, так как этот процесс связан с диффузией углерода, а при таких сравнительно низких температурах условия для диффузии неблагоприятны. В аустените, переохлажденном до указанных температур, происходит только превращение Fey в Fea, т. е. перегруппировка атомов и образование объемноцентрированного куба вместо гранецентрированного.

Атомы углерода не успевают обособиться и образовать цементит, - они «застревают» в кристаллической решетке Fea между атомами железа. Структура, полученная в результате такого превращения переохлажденного аустенита, называется мартенситом. Мартенсит представляет собой пересыщенный твердый раствор углерода в Fea.

Пересыщенным он называется потому, что в кристаллической решетке Fea «насильственно» растворено значительное количество углерода, в то время как Fea способно при комнатной температуре растворить всего 0,006% углерода. Это обстоятельство вызывает искажение кристаллической решетки мартенсита: отношение сторон ее не равно единице, как у куба, а одна сторона несколько вытянута, т. е. отношение са > 1. Это отношение тем больше, чем больше в стали углерода. Такая искаженная кристаллическая решетка называется тетрагональной.

Таким образом, мартенсит, так же как и аустенит, является твердым раствором, но их принципиальное различие состоит в том, что в аустените атомы расположены в виде гранецентрированного куба, а в мартенсите в виде несколько искаженного центрированного куба. Вследствие того что в мартенсите атомы углерода как бы заклинены между атомами железа, они вызывают большие внутренние напряжения. Поэтому мартенсит обладает большой твердостью (Нд = 600 - 650, а Ндс = 60) наряду со значительной хрупкостью. Твердость мартенсита зависит от содержания в нем углерода.

Под микроскопом мартенсит наблюдается в виде штрихов и игл различных размеров (как прямолинейных, так и загзагообразных). Иногда эти иглы настолько тонки, что не выявляются травлением. Такой мартенсит называют бесструктурным. Мартенсит является неустойчивой структурой. Углерод, насильственно «втиснутый» в кристаллическую решетку, стремится при первом удобном случае «покинуть» ее. Поэтому нагрев мартенсита и даже длительное пребывание при комнатной температуре вызывают изменения в его структуре. Критические температуры, при которых происходит превращение аустенита в мартенсит, обозначают буквой М. Различают критическую температуру Мн, которая соответствует началу превращения аустенита в мартенсит, и температуру Мк, при которой это превращение заканчивается. Положение температур М и Мк зависит от химического состава стали и не зависит от скорости ее охлаждения. Влияние углерода на положение температур Мн и Мк. Как видно из представленной диаграммы, температуры Мн и Мк понижаются с увеличением содержания в стали углерода.

Закалка на мартенсит (закалка с полиморфным превращением)

— это термическая обработка, при которой главным является

мартенситное превращение высокотемпературной фазы.

Закалке на мартенсит подвергают сплавы на разной основе,

в частности титановые, но особенно широко ее применяют в производстве

стальных деталей. Ниже закалка рассмотрена только

на примере углеродистых сталей.

При закалке на мартенсит углеродистой стали резко возрастает

ее твердость и снижается пластичность. Например,

твердость эвтектоидной стали после отжига равна 180 НВ,

а после закалки — 650 НВ.

Высокая твердость сталей, закаленных на мартенсит, обусловлена

сильными искажениями решетки пересыщенного а-рас-

твора из-за внедренных атомов углерода, повышением при мар-

тенситном превращении плотности дислокаций, закреплением

дислокаций атмосферами из атомов углерода, а также дисперсными

частицами карбида, успевающими выделиться из мартенсита

в период закалочного охлаждения от температуры М„ до

комнатной (если М„ высока).

Основная причина резкого охрупчивания при закалке углеродистых

сталей — малая подвижность дислокаций в мартенсите,

в частности из-за закрепления их атомами углерода.

В безуглеродистых сплавах на основе железа мартенсит пластичен

 

60. Отжиг — вид термической обработки металлов и сплавов, заключающийся в нагреве до определённой температуры, выдержке и последующем, обычно медленном, охлаждении. При отжиге осуществляются процессы возврата (отдыха металлов), рекристаллизации и гомогенизации. Цели отжига — снижение твёрдости для повышения обрабатываемости, улучшение структуры и достижение большей однородности металла, снятие внутренних напряжений.