Большая техническая энциклопедия
2 3 6
A N P Q R S U
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ЛА ЛЕ ЛЖ ЛИ ЛЛ ЛО ЛП ЛУ ЛЫ ЛЬ ЛЮ ЛЯ

Легирование - твердый раствор

 
Легирование твердого раствора приводит к увеличению энергии, необходимой для образования дислокаций, и к обогащению окрестности дислокации атомами примесей, что затрудняет ее перемещения. При образовании мелкодисперсных вторичных фаз или зон с искаженным строением кристаллической решетки вследствие местной повышенной концентрации инородных атомов происходит блокирование возможных плоскостей скольжения.
Легирование твердого раствора ниобий-углерод цирконием или гафнием снижает растворимость углерода в ниобии.
Легирование твердого раствора элементами замещения вызывает в решетке действие периодических гидростатических локальных напряжений объемного растяжения. Поля таких напряжений не оказывают сопротивления движению винтовых компонент дислокаций, однако они замедляют движение краевых компонент. И хотя дислокационные линии в этом случае несколько изгибаются, линейное натяжение стремится сохранить их прямыми.
При легировании твердого раствора цинком или бериллием р-п-переход смещается относительно гетерограницы из-за диффузии этих примесей.
Температурная зависимость прочности тугоплавких окислов, графита и нитрида бора.| Условия, благоприятствующие образованию жаропрочных сплавов. а - ограниченная и переменная растворимость второго элемента в металле А. б - ограниченная растворимость без изменения предела растворимости с темп-рой. в - наличие области нерегулярных твердых растворов ( подготовка к выделению соединения А1ПВп. Высокая степень легирования твердого раствора еще не предопределяет жаропрочности сплава.
Схема диффузионной ползучести. Наиболее целесообразным является легирование твердого раствора более тугоплавкими металлами, чем металл-основа этого раствора.
Упрочнение за счет легирования твердого раствора заметно ослабевает при нагреве выше 0 5 - 0 6 Тпл. Оно не позволяет также заметно повысить уровень жаропрочности сплава. В связи с этим стали и сплавы повышенной жаропрочности в основном являются в большей или меньшей степени пересыщенными твердыми растворами, способными к дополнительному упрочнению за счет дисперсионного твердения. Этот вид упрочнения может оказывать действие до 0 6 - 0 7 Тпл.
Благодаря высокой степени легирования твердого раствора магнием и медью сплав АЛ4М отличается от сплава АЛ4 более высокой прочностью при комнатной температуре и повышенной жаропрочностью.
Повышение жаропрочности достигается легированием твердого раствора, приводящим к увеличению энергии связи между атомами, в результате чего процессы диффузии и самодиффузии задерживаются, а температура рекристаллизации возрастает; созданием у сплава специальной структуры, состоящей из вкрапленных в основной твердый раствор и по границам зерен дисперсных карбидных и особенно интерметаллидных фаз, когерентно связанных с матрицей длительное время. Такая структура получается в результате закалки с высоких температур и последующего старения. Наличие равномерно распределенных дисперсных избыточных фаз затрудняет пластическую деформацию при высоких температурах.
Повышение жаропрочности достигается легированием твердого раствора, приводящим к увеличению энергии связи между атомами, в результате чего процессы диффузии и самодиффузии задерживаются, а температура рекристаллизации возрастает; созданием у сплава специальной структуры, состоящей из вкрапленных в основной твердый раствор и по границам зерен дисперсных карбидных, и особенно пнтсрмет аллндных, фаз, когерентно связанных с матрицей длительное время. Такая структура получается в результате закалки с высоких температур и последующего старения. Наличие равномерно распределенных дисперсных избыточных фаз затрудняет пластическую деформацию при высоких температурах.
Повышение жаропрочности достигается легированием твердого раствора, приводящим к увеличению энергии связи между атомами, в результате чего процессы диффузии и самодиффузии задерживаются, а температура рекристаллизации возрастает; созданием у сплава специальной структуры, состоящей из вкрапленных в основной твердый раствор и по границам зерен дисперсных карбидных и особенно интерметаллидных фаз, когерентно связанных с матрицей длительное время. Такая структура получается в результате закалки с высоких температур и последующего старения. Наличие равномерно распределенных дисперсных избыточных фаз затрудняет пластическую деформацию при высоких температурах.
Повышение жаропрочности достигается легированием твердого раствора, приводящим к увеличению энергии связи между атомами, в результате чего процессы диффузии и самодиффузии задерживаются, а температура рекристаллизации возрастает; созданием у сплава специальной структуры, состоящей из вкрапленных в основной твердый раствор и по границам зерен дисперсных карбидных, и особенно интерметаллидных, фаз, когерентно связанных с матрицей длительное время. Такая структура получается в результате закалки с высоких температур и последующего старения. Наличие равномерно распределенных дисперсных избыточных фаз затрудняет пластическую деформацию при высоких температурах.
Жаропрочные свойства сплавов на основе ниобия и молибдена.
Возможность упрочнения с помощью легирования твердого раствора для ниобиевых и танталовых сплавов значительна, тогда как растворимость большинства элементов в молибдене и вольфраме невелика и существенно повысить жаропрочность этим способом нельзя. Для указанных металлов используют дисперсионное упрочнение.
Повышение жаропрочности достигается: легированием твердого раствора, приводящим к увеличению энергии связи между атомами, в результате чего процессы диффузии и самодиффузии задерживаются, а температура рекристаллизации возрастает; созданием у сплава специальной структуры, состоящей из вкрапленных в основной твердый раствор и по границам зерен дисперсных карбидных и особенно интерметаллидных фаз, когерентно связанных с матрицей длительное время. Такая структура получается в результате закалки с высоких температур и последующего старения. Наличие равномерно распределенных дисперсных избыточных фаз затрудняют пластическую деформацию при высоких температурах.
Стали 08Х16Н13М2Б, 09Х14Н16Б упрочнены вследствие легирования твердого раствора, наличия после закалки карбонитрида ниобия и дополнительных карбидов ниобия, выделяющихся при старении.
Температурная зависимость напряжения течения в сплаве на никелевой основе MAR / U-200. В работе [370] показано, что легирование твердого раствора на основе никеля титаном и хромом приводит к увеличению прочности межатомной связи.
Перлитные хромомолибденованадиевые стали упрочняются под влиянием легирования твердого раствора элементами, повышающими энергию связи твердого раствора и затрудняющими диффузию и рекристаллизаци-онные процессы. Упрочнение происходит также благодаря выделению мелкодисперсных карбидов.
При малых добавках неодима алюминий упрочняется легированием твердого раствора; при больших добавках неодима алюминий упрочняется интерметаллическими составляющими, выделяющимися по границам зерен.
При малых добавках неодима алюминий упрочняется легированием твердого раствора; при больших добавках неодима алюминий упрочняется интерметаллическими составляющими, выделяющимися по границам зерен.
Существует большое число экспериментальных работ, анализирующих влияние легирования твердого раствора на сопротивление ползучести и моделей, построенных на их основе. В этом случае рассматривается ползучесть, контролируемая переползанием дислокаций. Зависимость при п 3 отвечает ползучести, контролируемой вязким торможением. При этом движение дислокаций тормозится атмосферой из атомов растворенного вещества, движущегося в кристалле по необычному механизму.
Жаропрочность, как отмечалось, зависит от степени легирования твердого раствора, количества, дисперсности и равномерности распределения карбидов и наличия устойчивой субструктуры. На нее влияют колебания химического состава ( в пределах марочного), способ выплавки, метод формоизменения заготовки в трубу и пр.
К упрочняемым относятся такие сплавы, которые помимо упрочнения от легирования твердого раствора упрочняются также за счет распада пересыщенных твердых растворов. Для дополнительного упрочнения таких сплавов используют нагартовку, производя ее между закалкой и старением либо после старения. Пластичность в этом случае заметно снижается.
К упрочняемым относятся такие сплавы, которые, помимо упрочнения от легирования твердого раствора, упрочняются также за счет распада пересыщенных твердых растворов.
Кривые деформации при комнатной температуре термически обработанной эвтектической композиции Ni - 20 % Со-10 % Сг-3 % А1 - ТаС. 1 - 1150 С, 1 ч 4 - 760 С, 24 ч. 2 - 1150 С, 1 ч. Путем соответствующего легирования могут быть разработаны эвтектические композиции, у которых матрицы упрочнены легированием твердого раствора или фазами, выделяющимися в твердом состоянии. Хотя это достигается в обоих типах сплавов, рассмотренных выше, очень интересный комбинированный подход ( упрочнение матрицы в сочетании с упрочнением волокнами) был применен Бибрингом и др. [3] при исследовании сплавов, содержащих карбиды тантала. На рис. 20 показаны результаты исследования механических свойств эвтектической композиции Ni - 20 % Со - 10 % Сг - 3 % А1 - ТаС ( микроструктура которой сходна с микроструктурой сплава.
Следовательно, если центры полей напряжений близки, как это обычно наблюдается при легировании твердого раствора, дислокации движутся как более или менее жесткое целое через периодически изменяющееся поле напряжений. Поэтому такие поля не оказывают влияния на напряжение течения.

Итак, высокая красностойкость и высокие режущие свойства создаются растворением главным образом вторичных карбидов и легированием твердого раствора элементами, входящими в состав этих карбидов. Однако, если в отожженной стали Р18 содержится 25 % карбидной фазы, то в раствор переходят только 10 %, а 15 % остаются в виде включений.
Изменение состава аустенита. Итак, высокая красностойкость и высокие режущие свойства создаются растворением главным образом вторичных карбидов и легированием твердого раствора элементами, входящими в состав этих карбидов. Однако если в отожженной стали Р18 содержится 25 % карбидной фазы, то в раствор переходят только 10 %, а 15 % остаются в виде включений.
Режущие свойства1 и красностойкость быстрорежущих сталей. Итак, высокая красностойкость и высокие режущие свойства создаются растворениерл главным образом вторичных карбидов и легированием твердого раствора элементами, входящими в состав этих карбидов. Однако, если в отожженной стали Р18 содержится 25 % карбидной фазы, то в раствор переходят только 10 %, а 15 % остаются в виде включений.
Титановые сплавы ( с чисто а-структурой) термической обработкой не упрочняются; их упрочнение достигается посредством легирования твердого раствора и пластической деформацией. Широкое применение нашел сплав ВТ5 - 1, обладающий хорошей свариваемостью, жаропрочностью, кислото-стойкостью, пластичностью при криогенных температурах; он обрабатывается давлением в горячем состоянии, термически стабилен до 450 С.
Увеличение содержания цинка в сплавах приводит к резкому повышению прочности и некоторому улучшению пластичности в результате легирования твердого раствора. Появление в структуре сплавов ин-терметаллидной фазы MgZn2 ведет к дальнейшему упрочнению и снижению пластичности.
Во всех упомянутых сталях происходит замедление рекристаллизации, связанное с мелкодисперсными частицами, сегрегацией на субграницах или легированием твердого раствора. Поэтому для них должна быть применима теория образования текстуры ( 111), развитая для сталей, раскисленных алюминием.
Итак, высокая красностойкость и высокие режущие свойства создаются растворением, главным образом, вторичных карбидов и легированием твердого раствора элементами, входящими в состав этих карбидов. Однако, если в отожженной стали Р18 содержится 25 % карбидной фазы, то в раствор переходят только 10 %, а 15 % остаются в виде включений.
Добавка олова ( 0 5 - 1 5 %) повышает прочность и твердость, но снижает пластичность и вязкость сплава вследствие легирования твердого раствора и уменьшения растворимости цинка в меди. В связи с этим даже в структуре латуни марки ЛО70 - 1, являющейся типичной альфа - латунью, в литом состоянии наблюдаются выделения бета-фазы ш оло-вянистой составляющей - гамма-фазы, характеризующейся высокой твердостью и хрупкостью. Латуни марок Л062 - 1 и ЛО60 - 1 после горячего прессования ( т-ра 800 С) и быстрого охлаждения имеют двухфазную структуру ( альфа-фаза бета-фаза), а при замедленном охлаждении по границам зерен выделяется гамма-фаза, количество которой увеличивается с повышением содержания олова и замедлением остывания. Олово повышает коррозионную стойкость, особенно в морской воде, вследствие изменения природы бета-фазы, поэтому О.
Сопротивление сталей отрыву можно повысить термической обработкой ( например, закалкой на мартенсит, измельчением сфероидизированных карбидов, дисперсионным твердением и др.), а также легированием твердого раствора.
Для литых деталей иногда применяют двойную закалку: сначала при 360 С для растворения неравновесных легкоплавких фаз, а затем при 4SO - 420 С - для максимального легирования твердого раствора.
Для литых деталей иногда применяют двойную закалку: сначала при 360 С для растворения неравновесных легкоплавких фаз, а затем при 410 - 420 С - для максимального легирования твердого раствора.
Для литых деталей иногда применяют двойную закалку: сначала при МО С для растворений неравновесных легкоплавких фаз, а затем при НО - - - 420 С - для максимального легирования твердого раствора.

Сопоставляя ход кривых 2 и 4 с линией предельной растворимости азота в ниобии ори разных температурах [106, 107] ( рис. 82, б), можнр видеть, что прц комнатной температуре двухфазные сплавы ниобия с азотом, где избыточной фазой являются нитриды ниобия, не упрочняются с повышением содержания азота сверх упрочнения, достигаемого легированием твердого раствора. Основываясь на установленных закономерностях изменения низкотемпературных характеристик прочности в зависимости от состава для соответствующего типа диаграммы состояния, можно предположить следующее.
Сопротивление пластической деформации твердых растворов зависит от их природы и строения. Легирование твердых растворов оказывает большое влияние на их сопротивляемость деформированию микрообъемов. Различные легирующие элементы в зависимости от их содержания в стали способны образовывать твердые растворы разной устойчивости. Склонность твердых растворов к частичному распаду в процессе деформирования определяет их сопротивляемость разрушению при микроударном воздействии.
Образование сплошной оксидной пленки Nb2O5, не обладающей защитными свойствами, происходит с постоянной скоростью роста. Поэтому легирование твердого раствора направлено на создание поверхностного защитного слоя и такого химического состава основного сплава, который обеспечивал бы постоянную подпитку покрытия необходимыми химическими элементами и, таким образом, сохранность защитного слоя. Чтобы избежать потери прочности, легирование должно быть тщательно сбалансировано. Защитное покрытие требуется даже для обработки сплавов при температурах 424 С в окислительных средах, дабы минимизировать растворение кислорода, способного вызвать охрупчивание.
Химический состав и механические свойства мартенситно-стареющих сталей. Высокая прочность этих сталей достигается совмещением двух механизмов упрочнения: мартенситного 7 - - превращения и старения мартенсита. Небольшой вклад вносит также легирование твердого раствора.
Высокие механические свойства волокнистых ЭКМ на основе никеля и кобальта, упрочненных карбидами, объясняются композиционной структурой, при которой пластичная матрица армирована высокопрочными ориентированными кристаллами. Дополнительное увеличение прочности ЭКМ достигается легированием твердого раствора матрицы или ее дисперсным упрочнением.
Высокие механические свойства волокнистых ЭКМ на основе никеля и кобальта, упрочненных карбидами объясняются композиционной структурой, при которой пластичная матрица армирована высокопрочными ориентированными кристаллами. Дополнительное увеличение прочности ЭКМ достигается легированием твердого раствора матрицы или ее дисперсным упрочнением.
Диаграмма ( а и кривые ( ff, характеризующие сопротивляемость оловянных и безоловянных бронз микроударному разрушению при испытании на струеударной установке в литом состоянии.| Эрозионная стойкость бронз с различной структурой. В двухфазных бронзах, состоящих из а - и ( J-фаз, разрушение начинает развиваться с а-фазы, которая с течением времени разрушается полностью. Эрозионная стойкость а-фазы может быть повышена легированием твердого раствора.
В случае внесения в сплав элементов, мало растворимых в основном металле, мы уже не получим упрочнения, обусловленного легированием твердого раствора и процессами дисперсионного твердения.
Для повышения жаропрочности стали необходимо обеспечить торможение дислокаций и диффузии вакансий как по границам, так и в объеме зерна. Дислокации хорошо затормаживаются мелкодисперсными карбидами и интерметаллидами. Легирование твердого раствора элементами, повышающими жаропрочность, приводит к усилению межатомных связей, уменьшает диффузионную подвижность вакансий и тем самым замедляет диффузионную ползучесть. Сильные карбидообразователи - хром, молибден, титан, ниобий - связывают углерод в прочные карбиды, затрудняют его диффузию и способствуют получению стабильной структуры. Вследствие искажений кристаллической решетки в районе дислокаций последние очень активно притягивают атомы примесей. Вокруг дислокаций особенно легко концентрируются атомы элементов, образующих растворы внедрения - углерода, азота, бора и др. Поэтому дислокации часто оказываются местами зарождения частиц второй фазы.
Наиболее благоприятное влияние на жаропрочность и технологические свойства сталей и сплавов оказывает молибден. Хром также повышает жаропрочность и, кроме того, является основным элементом, обеспечивающим защиту сталей и сплавов от окисления. Стали 08Х16Н13М2Б, 09Х14Н16Б упрочнены вследствие легирования твердого раствора, наличия после закалки карбонитрида ниобия и дополнительных карбидов ниобия, выделяющихся при старении.
Зависимость механических Г свойств металла шва от содержания. Легирование феррита кремнием приводит к искажению кристаллической решетки. В таких условиях облегчаются зарождение и развитие трещин у неметаллических включений, крупных частиц второй фазы, существенно снижаются пластические свойства материала и повышается его склонность к хрупкому разрушению. При таком уровне легирования обеспечивается достаточное упрочнение ферритной матрицы за счет легирования твердого раствора и образования в ней дисперсных частиц второй фазы.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11