На главную

Решебник методичек Тарга С.М. 1988, 1989, 1983 и 1982 годов по теоретической механике для студентов-заочников.

Статья по теме: Образовании зародышей

Предметная область: материаловедение, композиционные материалы, металлы, стали, покрытия, деформации, обработка

Скачать полный текст

При образовании зародышей на поверхности подложки они могут стать устойчивыми и при размерах, меньших критических, из-за влияния подложки. Это связано с тем, что атомы скопления (зародыша), повторяя расположение атомов на поверхности подложки, оказываются в более устойчивом состоянии. Здесь справедлива полная аналогия с совокупностью шаров на слегка наклонной плоскости. Какое бы ни было их начальное расположение, оно все время будет разрушаться в результате стремления отдельных шаров переместиться по плоскости к ее опущенному краю (в положение с наименьшей потенциальной энергией). Совсем другая картина будет наблюдаться, если на плоскости имеются лунки. Исходная конфигурация шаров будет сохраняться уже и при достаточно больших наклонах плоскости.[13, С.16]

Если упругие деформации при образовании зародышей во время распада пересыщенных твердых растворов велики, это приводит не только к большому увеличению зародышей критического размера, но и к усложнению их формы. Последнее связано и с анизотропией кристаллической решетки. Зародыши при твердофазных превращениях должны иметь элипсоидную или иглообразную форму. При такой форме зародышей возможна и хорошая припасовка упаковок атомов обеих фаз, благодаря чему межфазная поверхностная энергия имеет невысокие значения.[4, С.40]

Рис. 22. Изменение энергии Гиббса при образовании зародышей кристалла в зависимости от их размера R (а) и степени переохлаждения ДТ (б)[3, С.28]

Из уравнения (23) видно, что растягивающие напряжения уменьшают работу при образовании зародышей графита, что способствует росту их количества, а сжимающие напряжения тормозят процесс зарождения и роста графита.[2, С.34]

В последнее время достаточно интенсивно развиваются гипотезы, в которых решающая роль в образовании зародышей отводится дислокациям. Согласно одной из гипотез зародыши мартенсита образуются на особым образом расположенных в переохлажденном аустените дислокациях, которые играют роль «подзаро-дышей» (по терминологии Б. Я- Любова).[8, С.11]

Углубление представлений о фазовых превращениях в твердых телах привело к концепции об ориентированном образовании зародышей новой фазы независимо от механизма последующего развития превращения. Нарушения ориентированного роста новой фазы должны быть связаны, согласно этим взглядам, с протеканием вторичных процессов, изменяющих строение поверхностей раздела старой и новой фаз [26, 33, 115]. Это предположение дает основание ожидать кристаллографически закономерного формирования 7-фазы при нагреве сталей не только с исходными ориентированными структурами, но и со структурами, свойственными отожженному состоянию.[6, С.87]

Углубление представлений о фазовых превращениях в твердых телах привело к концепции об ориентированном образовании зародышей новой фазы независимо от механизма последующего развития превращения. Нарушения ориентированного роста новой фазы должны быть связаны, согласно этим взглядам, с протеканием вторичных процессов, изменяющих строение поверхностей раздела старой и новой фаз [26, 33, 115]. Это предположение дает основание ожидать кристаллографически закономерного формирования 7-фазы при нагреве сталей не только с исходными ориентированными структурами, но и со структурами, свойственными отожженному состоянию.[7, С.87]

Термическая стабилизация объясняется по-разному, в частности закреплением поверхностей раздела атомами внедрения (наблюдалось, например, в сплаве In — Те) * или образованием атмосферы растворенных атомов вокруг дислокаций в исходной фазе, что приводит к увеличению сопротивления матрицы росту мартенситной пластины и может также сказаться на образовании зародышей. Некоторую роль в стабилизации .аустенита ниже М„ может играть, по-видимому, релаксация напряжений, вызванных ранее образовавшимися пластинами. В пользу таких представлений свидетельствует зависимость соответствующих эффектов от времени и температуры.[5, С.269]

Из приведенных формул видно, что с увеличением переохлаждения расплава критический размер зародыша уменьшается и, следовательно, вероятность самопроизвольного возникновения зародышей кристаллов возрастает. В практике производства литья, сварки, пайки величина переохлаждения не превышает нескольких градусов, реже десятков градусов. Это свидетельствует не о самопроизвольном образовании зародышей, а о кристаллизации на готовых зародышах. Роль таких зародышей могут играть частицы нерастворимых примесей, включения[12, С.95]

Малая величина угла 0 соответствует тому случаю, когда между зародышами и центром существует хорошее сцепление и а вц < О-АЦ- Когда кристаллизация происходит предпочтительно на каких-нибудь центрах, образование зародышей носит гетерогенный характер. Такое зарождение может иметь место при любой величине 9<180°. Это отвечает условию алц<авц + аАв. В этом случае число атомов в зародыше критического размера при гетерогенном образовании зародышей меньше, чем при гомогенном. Чем меньше величина 6, тем эффективней центр кристаллизации. Для гетерогенной кристаллизации степень переохлаждения существенно меньше, чем для гомогенной. При гетерогенном зарождении радиус зародыша не меняется, однако уменьшается число атомов в зародыше, благодаря чему возрастает вероятность достижения 'Критической величины.[5, С.174]

Рве. 20. Изменение свободной энергии AF металла при образовании зародышей кристаллов в еависимости от их размера RK и степени переохлаждения ДГ[14, С.32]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



В ПОМОЩЬ ВСЕМ СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборников Яблонского, Мещерского, Тарга С.М., Кепе. Решение любых задач по материаловедению, термодинамике, метрологии, термеху, химии, высшей математике, строймеху, сопромату, электротехнике, ТОЭ, физике и другим предметам на заказ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов, 1983, 360 с.
2. Батышев А.И. Кристаллизация металлов и сплавов под давлением, 1977, 152 с.
3. Лахтин Ю.М. Материаловедение Учебник для высших технических учебных заведений, 1990, 528 с.
4. Баранов А.А. Фазовые превращения и термо-циклирование металлов, 1974, 232 с.
5. Бокштейн С.З. Строение и свойства металлических сплавов, 1971, 496 с.
6. Дьяченко С.С. Образование аустенита в железоуглеродистых сплавах, 1982, 128 с.
7. Дьяченко С.С. Образование аустенита в железо углеродистых сталей, 1982, 128 с.
8. Качанов Н.Н. Прокаливаемость стали, 1978, 192 с.
9. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов, 1983, 360 с.
10. Арзамасов Б.Н. Материаловедение, 2002, 657 с.
11. Богодухов С.И. Курс материаловедения в вопросах и ответах, 2003, 256 с.
12. Петрунин И.Е. Металловедение пайки, 1976, 264 с.
13. БабадЗахряпин А.А. Дефекты покрытий, 1987, 153 с.
14. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов, 1984, 360 с.

На главную