Глазов В.М., Вигдорович В.Н. Микротвердость металлов

Подождите немного. Документ загружается.

*1шкрот

сть мет а,'лоо как лоето

фшзшко-хшмшпе

с ко?о

анс1!'ц3@

прц

ра3лцчных

/пелпера!пурфс

'_{втР

'"д1|

Беличина

растворимости.

(вес.)

550

500

450

400

350

300

250

200

цюо

2,84

,85

,00

'{'

цро

2,80

1,82

1,00

,:,

15,2

12,0

9,1

6,5

4,5

3,3

1й

11,9

9,0

6,7

4,4

3,1

|,43

0,80

0,45

0,30

._{,

|,45

0,77

0,28

0,16

20,0

12,0

19,8

12,6

-метод

микротвердости.

метод

рентгеноструктурного

анализа.

ставляет

особь|й

интерес'

поскольку

растворимость

тугоплавких

переходнь1х

металлов в

алюминии| как

правило' весьма не3начи-

тельна

и исследование

ее

другими

методами

(в

настности'

рент_

геновским)

затруднено.

|(роме того' 3а

последние годь| туголлавкие

переходньте

ме_

талль[ все

болёе ш]ироко

применяются в

промь]шленном прои3-

водстве

алюмин,{евь!х

сплавов в качестве модифицирующих и

легирующих присадок

[75'

761.

Растворимость

указаннь1х

металлов в

алюминии

в твердом

состоянии

при

различнь|х

температурах

с применением. метода

микротвёрдости

бь[ла исследована

работах [77-31].

/!1етодом

непосредственного

сплавления

!(омпонентов

(с

при.

менением

алюминия

мар|(и

Ав000,

99,8%

1|,

99,99о

7г' а

так>ке

нио6ия,

тантала'

вольфрама

и п,|олибдена чистотой

не вих(е

99'в%)

бьгли

приготовлень1

серии

двойнь1х

сплавов.

.[,ля

вь:равнивания

химич'еского

состава

приведения

спла-

вов

равновесное

состоянт!е

лить|е

сплавьт

после }!€31{3ч}11€лБ.

ной

леформации

(на

300/9)

бьпли подвергнуть|

длительной

гомо.

гени3ации в

течение

200

час.

при 500',

последуюцему

ступенча_

тому от)кигу при

640, 550,

500,

450,

400

350"

течение 50 час.

и 3акалке с

указаннь|х

температур в воде.

|]осле уточнен}|я

состава

сплавов с

помощью

химического

анал\4за и соответствующей

обработки

поверхности

(см.

треть|о

главу)

измеряли

микротвердость.

3авцсцмость

мшкротвер0остц

от состава

Ёа

рнс.22

качестве

примера

микротвердости

кристаллов

твердого

вов

алюминия

с ниобием

танталом.

€овергпенно

а}|алог!1чная

картина

ных

с|!стем.

приведень|

зависимости

раствора

от состава

спла_

наблюдается

для

осталь-

','.','.^',

ь.

в!

:у

в'таАр

Рис.22.

3ависимость

микротвердости

кристаллов твердого

раствора

от

состава

сплавов

алюминий

ниобий и

алюминий

тантал'

закаленнь|х

после

от'<ига

при

различнь!х

температурах' и кривь|е ограниненной

растворимости

нцо6утя

тантала в

алюминии:

640';

500':

_450';

_350';

_20"

Результать:

:опр'еделения

растворимо(:ти

приведень1

табл. 1 1.

Аз

графиков,

приведенньтх

на

рис.

22, слеАует, что

раство-

римость

при

ка}кдой

данной

температуре

определяется абсо-

л|отно

строго

по пересечению

лт.|ний'

соотБетствующих зависи_

мости

т\,[икротвердости

от

концентрации твердого

раствора

и ми-

кротвердости

предельно

насьт|ценного при

данной

температуре

твердого

раствора,

которая

имёет одинаковое

значение

двух-

фазньпх

сплачах

разного

состава.

3кстраполяция кривь1х

огранияенной

растворимости'

по_

строеннь1х

по

даннь|м

та6л' |1,

до

температур

нонвариантного

.30

Ё',

\$,

Ё''

€

\а'

*,,

0,2

ц'

соаер'*анце

7.(вес

)

в'

а' 0,4

соасржс/!ца

%|0ес)

80 !|!

шкрот

0 ост ь

яеталло в

как'

лето0

шзшко- хшм

шее скоео

оналц3а

тАБл|1цА

' '

Распворцллоспь

пц!пана|

ццрконц\

ншо6ия'

?панп.ало'

вольфрала

лолц60ена

в алюмцнцц

0.18

0.09

0,08

0,07

0,06

0,04

0.23

0.1!

0.08

0,04

0,20

0!6

0,14

0, |3

0, 12

0!06

о'22

0,20

0,18

0.16

0,13

0,07

0,15

0,09

0,07

о,22

0,19

0,16

0.14

'1'

||щдельная

раст9оримость

(вес.)

0,28

0,22

0,24

о,25

0,17

превращения

по3волила

определить

предельную

растворимость

ка)кдого

из

указаннь1х

элементов

алюминии

(табл.

12).

тАБлнцА

ре0ельнал рас'пво

ц''ос

[пь ?пц!пана'

цц

ко нця. ншо6шя, па|!,па11о'

вольфроло ц

лолцб0ена в

а'юлцнцц

€пстсш:

[схпердтура

нонвар|1антного

превращен!|я

ос

А!_т|

А1

_7г

А|_шь

А[

_[а

А|

А{о

А1_

Ёа примеръ систем

алюминия

с переходнь|ми

металлами

мо}кно

видеть,

что

метод п|икротвердости

исключительно

чув-

ствительнь|й

метод

физико-химического

анализа,

которь[й

позво-

ляет

определять

даже

ничтожно

малую

растворимость.

с.пе'

дует

отметить'

что

данныъ

по

рас'гворимости

титана

в алюминии'

полученнь!е

работе

[73]

применением метода

микротвердости'

хоро!шо

согласуются с

даннь!ми

Букле

[68-72]'

полученными

этим

же методом.

.[|анньпе

по

растворимости

тантала

алюминии'

по_лученные

с применением

методо6

рентгеноструктурного

анализа

|77|

ът мтт-

кротвердости

[80]'

так)ке

хоро1цо

согласуются.

Раствор[|мость'

о/3

(вес.)

3авцсцмость

макротвер0ос?ц

от состава

3ти

фактьт

ука3ь]вают

на

наде'(ность

результатов'

получае-

мь|х

помощью

метода

микротвердости.

Ёекоторьсе

0рцеше

ра6отьс

по

цссле0ованцю

растворцмостц

твероом

состояншц

прцменён(!ем

мето6а

мцкротвер0остц,

(роме

перечисленнь1х

вь|||]е'

мо}кно

указать

е|]{е

ряд

работ,

которь1х

метод

микротвердости

бь:л

успехом

йспользован

для

исследования

растворимости

твердом

состоянии.

йс_следуч

зависимость

микротвердости

от

состава

систё_

мах

м9_5п

и-

/м19-Рб,

с.

_А.

Ёогодин,

л.

м.

(е6ели

Б.

€. Берковин

[63]-

обна.рух<или

область

твердь|х

'растворов

на

основе

соединения

*в'|ь

отсутс_твие

ее

соединения

й9э5п.

Б.

[1.

Блютин

Б.

Ф.

Функе-[82]

помощью

м,етода

микро-

твердости

исследовали

растворимость

хрома

ниобии

нио6ия

хроме.

3тим

методом

бьтло

по_ка^3-ано,

что

растворимость

хрома в

нпобии

при

те1\,!пературах

1600,

1550,

1500

и [ц00'

составляет

соответственно

е'

10,5,

6]2, 4,2

-и

3,!4о|1

(атомн.)

Растворимость

нпобпя^Р

хроме

.при

1660

и 1500.

равна

соответственно

20 и

12,50ь

(атомн.).

1(роме

метода

микротвёрАости'

для

исследования

раствори_

мости

авторь]

использовали

количественнь:й

микроструктурйьтй

анализ.

[[одсчитьлвал-ся

процент

площади

:шлиф),

з|йима}мой

той

или

иной

фазой

(по

йетоду

А.

[лаго'ев1;.

Резу',.'"',

полученные

обоими

методами'

хоро1цо

согласуются

мё>кду

со_

бой.

работе

Б'_

_Р,

Бигдоровина,

А.

н.

|(рестовникова

м. в.

.]!1альцёва

[83]

бьтла

исследована

рас'гворимос'ь

Б'''"'

меди

пря

ра3личнь|х

температурах.

||остроенная

к!ивая

ог!а:

ниченной

растворимост|1

хоро1шо

согласуется

данными'

по'-1у_

ченнь|ми

другими

методами.

работе

Бан-Бока

[84]

бь:ла

исследована

растворимость

марганца

и х{еле3а

ал]оминии

при

различных

температурах

примен'ением

методов

рентгеноструктурного

а\1ал!4заи

метода

микротвердости.

|!олученньте

даннь|е

хоро1|!о

согласуются

мех(-

ду

собой.

.1^Работе

в"

м.

€авицкого,

Б. Ф.

1ереховой

А.

А' Ёовико_

вой

[85]

метод

микротвсрдости

бь:л

успешно

исполь3ован

для

определения

растворим,ости

неодима

магнии.

Бьлло

показано,

что

при

тем-пёра1}Ра'х

53!'

5_00, 450"

и комнатной

в магнии

раст-

Роряется

\,5, 1,2, 1,0

0,8$

(вес.)

неодима

соответс1вен11о.

Результатьт'

полученнь|е

методом

микротвердости'

хорошо

под_

тверх(даются

тщательно

проведеннь|м'микроскопическим

ана-

лизом.

Б.

3игдорович

и А.

я.

}{ашельский

{в6]

исследовали

раст-

воримость

кальция в

свинце

методом

микротвердости

и пост-

ро}1ли

кривую

огранивенной

растворимости. .[,анньте

микро_

3аказ

1358

82 !т!

шкрот в е

р0

ст

ь металло

в как

яето 0

фшвшко-

хшлшце

с ко ео

аналц3о

твердости очень

хоро1шо

согласуются с

даннь|ми

шумахера и

Боунтона,

исполь3овав1пих

метод

рентге1{оструктурного

ана-

лиза

[37].

в. м.

€авицкий.

в. Ф. 1ерехова и

А. А.

!!1аркова

[88]

мёто-

дом

микротвердости

определили

растворим(.)сть

иттрия в хроме

при 1100,

1500

и 1700', которая

оказалась

равной

соответствен-

гто 0,5,

0,6

1.00/о

(вес.).

Ана.гтогичнь:й

результат

получен

на

основании

микроскопи1теского

анализа.

работах

в.

м.

[лазова и

"]'[ю

9>кэнь-тоань

[89_91]

метод

микротвердости

бьтл исполь3ован

для

исследования

раствори-

мости"алюминия'

сурьмьт и

фосфора

в германии и кр'емнии.

!,а*т-

нь1е' полученньте

методо1\{

микротвердости'

хоро|'по

согласуются

некоторьтми

работами'

в которь1х

использовались

другие

ме-

тодь|

исследования.

Бесьма

показательньт

данньте

по

растворимости

сурьмь1

германии

[90]'

иллюстрирующие

больгпие

во3можности мътода

микротвердости. Бьтло показано' что макси'мальная

раствори-

мость сурьмь|

в германии

при эвтектическот'1 температре 426'

составляет

всего

0,070/9

(атомн.).

3тот

ре3ультат

хоро|'по согла-

суется

даннь1ми

работьт

[92]'

в которой найденная методом

подсчёта числа носителер]

электрического заряда величина

мак-

симально{|

растворимости

сурьмь1 в германии

ока3алась

равной

0,08

0/0

(

атомн.

)

!1ривеАенньте

примерь1 по исследованию

растворимости

твердом состоянии

помощью метода

п!икротвердости

и сопо-

став'1ения

даннь1х'

полученнь1х этим методом' с

ре3ультатами

исследова}'ий

растворимости

другими

ме1'одами показь1вают'

что метод

измёрения микр0твердости весьма чувствительньтй и

мо)кет

бьтть

успехом

использова}|

для

ре11]ения

этой задачи.

пРимвнвнив мвтодА микРотввРдости

для

постРоЁния

линии солидус

диАгРАммАх

состояния

двухкомпонвнтнь|х

систвм

Бпервьге

на во3мо}кность

построения

линтцй

солидус

этим

путем

бь:ло

ука3ано

работе

193]

при

исследовании тройной

системь]

медь

хром

т:'ирконий.

дальнейшем

во3мо}кность

использования

метода

построёния изотерм

микротвердости

для

указанной

цели

бьтла

теоретически

обоснована

работах [64,

65]

(см.

первьпй

раздел

этой

главьт).

|1омимо

излох{енного

вь'1пе'

следуе'г

отметить,

что

область

ъ|а

диаграмме

состояния'

з3кл10чен1{ая

мех(ду лин||ями ликвидус

и солидус.

де.пится

лртни'ей

начала

линейной

усадки

на

Аве

области:

твердо-}кидкого

состояния' в

которой

по

количес.|.ву

преобладает твердая

ф.аза

образован

каркас

и3 кристаллов'

3овшсцлость

мшкротвер0остц

от

сос!ава

|1риведенные

:{ифры'

по-видимому'

пе

являются

константами

.|1ля

}ка-

оаннь]х

материалов'

поокольку

на

микротвердость

и3вестное

влияние

должна

ока3ать

плотность

дисл'окаций.

0днако

до

|!'астоящего

вромен|и

этот вопрос

еще'не

!}.',со/|едован.

и х(идко-твердого

состояния'

которой

количественно

преоб,:а-

дает

х{идкая

фаза

[94'

95].

Фчевидно'-

при

термической

обработке

сплавов

(особенно

готовь1х

шлифов),

}к'елая

сохраниты

их

форплу,

э'о

с'елует

уни-

ть1вать

стараться

не

переходить

область

)кидко-твердого

состояния.

||роиллюстрируем

возмо)кность

использования

метода

ми-

кротвердост!4

для

построения

линий

солидус

на

примере

систем

германий

ал}оминий

и кремний

алюмйний,

йссл&ованнь:х

работах

[89'

90].

условиях'

исключа]ощих

окисление'

бьтли

приготовлёнь:

две

серии

сплавов

из

чистейллих

исходнь1х

материа.йов

(испо"ть-

зовал!сь^германий

кремни:!

с.

содер)ка!{ием

примесей

'не

бо-

лее

10_50/о

алюминий

марки

Ав000ъ

99,998070

'1,.

.[|ить:е

сплавь1

Ёерманий

алюминий

бьллтц

'йодЁ.р."уть!

го-

могенизирующему

от)кигу

прът

470,600,

700,

800

и 900"

ёоответ-

ственно

течение

1200,

1000,

850,

800 ут 700

час.

^^9,{3Р,'--к-ремний

алюминий

от}кигали

при

1200,

|00,

1000,

в50,

750

600"

соответственно

течение

:?0,

3+б,

/20,

эоо',

1100

и 1500

час.

Ёа

период

отх(ига

сплавь|

бьули

3аключены

заполненнь1е

очищеннь1м

аргоном

позле

откачки

до

\0-ц^мм

р'{'.

ст.

и запаяннь1е

кварцевь|е

ампуль|.

процессе

отх(ига

сплавь|

п?риодинескц

3акал|\валп.

Аа

за-

каленнь|х

образцах

исследовали

микроструктуру

и микротвер_

дость

кристаллов

твердого

раствора.

Равновесие

считалось

до-

стигнуть|м

после

того'

как

микроструктура

микротвердость

пере_ставали

изменяться

процессе

дальне]|п_тего от>кига'

14змерения

микротвердости

чисть1х

германия

кремния

бы_

ли

произведень1

на

монокристаллических

образцах,

о1ох<х<енных

вакууме

соответственно

при

9!0

и 1000'

течение

трех

сут()к.

йспользовал,]сь

нагрузки

и 50 а,

причем

обоих

случаях

бьтли

получень:

близкие

3начения

мэ:кротвердости.

|(ак

срелний

результат

прип{е-р-но

50^измерелий

микротвердость

германия

принята

равной

5в0

ке|мм2,

а кремния

озо

к'е|мцэ*.

.{,анньте по микротвеР4ос:и

кремния

блутзкп

значению'

получен'ном}^,^в

!аботе

Б. А4.

€авицкого

и Б. Б.

Барон

[96].

}{а

рис.

привелень|

ре3ультать1

и3мерениа

йий$о"Б.рло._,

ти

кр.исталл,ов

твердого

раствор

для

еистемь| германий

алю-

миний.

!4з

этого

графика

видно'

что

на и3отермах

микротвер-

дости

имеются

о'тчетливо

вь|ра}коннь1е

переломь|,

по

которьл:й

Ф![-

ределяется

ко!нцентрация,с|олидус

при,соот1ветствующей

темпе-

\гио

:1100

4,,

Ё',

,''

9я'

!т1 шцр от в

ст ь

метал.4о в как

мет о

фслэшко

-хшмшсае

скоео аналц3а

ратуре.

|1остроенная

11а

ооновани'и этих

да]нньтх

линия

'3@./||{!'!€

(рис.

23) хоро1по

,с,о'гласуется

,с

ре3ультатами

работ

[97,

98],

вьт-

полненнь|х

применением

др'угих

методов.

Анало,гичная

картина

'ттаблюдается

системе кремний-

алюминий,

однако

солидус в

этой

системе

является

!ет!о:г!а,(-

ньпм. .|!1а,ксимум

|протя)кен!н.0сти

области

тв'ердого,

ра'ство!ра

по

оси кот*центраций

соответст-

вует

1000" и составляет

\,|0Б

(атомн.)

алюмин!|я.

||ри эвтектич'еской темпера-

туре

растворимость

алюминия

в кремнии составляет

всего

0,40/9

(атоптн.).

|(роме

двух

рассмотреннь|х

случаев' описаннь!м путем

кри-

вь|е солидус бьтли

построеньт

системах германий-сурьма,

кремний-сурьма' германий

фосфор

и крёмний-фосфор

(см.

[89-91]).

работе

[83]

этим

способом

бь:ла

частично построена

кри-

вая солидус в системе

медь

титан

(в

области

твердого

рас-

твора

на

основе

мели).

работе [99]

олним из ав-

торов

бь:ло пока3ано,

что

некоторь|х случаях

построе-

ние

равновеснь|х

линий сол:д-

дус

во3мох{но путем

исследо-

ъа|1т'1я

микротвердости

нерав-

ноБесно

закристаллизованнь1х

сплавов.

(ак

известно'

при

ус-

ловии

подавления

лиффузии

тверАой

фазе

при

кристаллиза-

ции

состав твердого

раствора

(по

сенению кристаллита

чере3

пентр)

и3меняется в со0тветствии с

равновесной

линией

соли_

дус

[100].

Ёаиболее 1наглядно эт0

|подтвер)кдается

о{пь!тах шо

вь1тя-

Р|{Б8:1!]{!Ф

кр]и'сталл'изующей,ся пвердой

фазы

из

расплава

(мето-

дом

9охральского

{101]).

€ледователББ'Ф,

;8@|1дв

твердого

'ра'с-

т1в'ора

центре

кристаллито1в 1нера|в'но1весн,о

33'1{!Р1т€18/1йиз0ван-

н'о|по

оплава

(т.

е.

1п1ри

услов]иР1

;|[ФА8;8"[0Ёия

лиффузии

в твердой

фа:зе)

дол}кен

,о|!1ределять€{

80Ф11801€{Бующей

точкой

!на

равцо'

весн'ой

л|4г[\|7|1'сол'идус.

Фчев:идно,

еф]и

з1нать

|оостав

первично

вьтдели1в1пихся порший

80!)

ош

€'

$,,

*ё

6е

!'5.

',0

1,5

2,0

2р /'

(оф*саоа:е,

(а,по'н.

)

Рис.

23.

3ависимость

микротвер-

дости

кристаллов

твердого

раст-

вора

от состава сплавов герма-

ний

алюминий. закаленных по-

сле от)кига при

различнь!х

тем-

пературах,

и часть кривой

соли-

дус

в этой системе

.----+-ё-

147о'!6оо.

7000

-1

800о

_т_

в}['

-д

125

423"

3авцсцм6сгь

мшкротвер0остц

от состёва

твердого

раствора

п,!и

}[3|:ФБии

1подавл,ения

диффузии в

твер_

дом

'со'стоя!ни|\

и те1мп,ератур},

при

которой

эти

порции

вь|дели-

ли'сь'

то эти]м

самь1м

о'п'редел}1т'ся

!пол'о}кен]ие

т0чки на

линии

со;

лцА}с

для

'данно|по

0плава.

тешпературу

легко

0пределить

по

пересенению

орди!нать|'

1соответствутощей

исследуейому

0плаву

с л'инией

ликв'идус' ;(Ф?Ф!!8[,

ка|к

пра{вило'

хоро|1шо,

извосш|а'

по-

окольку

ее

(построоние

мето!до|м

термиче,ского

а'нали3а

обь:чно'

ше

в!стречает

затруд]}{|ений.

Аля

0пр,еделения

х<е,ооста'83

4ен?Р€

кристалли'гов'

наряду

другими,

мо)кно

исполь3овать

метод

и3мерения

микротвердости

.[!ля

этого

необходимо

знать

3ависимость

микротвердо-

сти

от концентрации

твер-

дого

раствора

данной

сис-

теме.

,(опустим'

сплав

состава

(рис.

24'

а)

закристалли_

зован

условиях,

обеспени_

вающих

подавление

диффу-

зии в

твердой

фазе,

]{ в

цен-

тре

кристаллитов

микро-

твердость

равна

н[!).

тогла

концёнтрация

твердого

рас-

твора'

соответствующая

рав_

новесно]у1у

солидусу'

опре_

делится

и3

градуировочцого

графика

3ависимости

микро-

тРердости

от

состава

ш !"

на

рис.

24,

б),

а те}|пера-

тура

солидус

Ё1 оп!еАелится

пересечением

ординать!

€у

равновесньтм

ликвидусом.

1аким

образом,

булут

уста-

новлень|

координатьт

тонки 51.

Фневилн,о,

для

определ0ния,сол|идуса

0писан]ным мегодом

необходим'о,

.]тобь1,'по'мим,о

градуировочно|го

графика

!7Ар-(,

бьтл-а

заранее из,вестна

равно|весна

я л14|114я

ликвидус.

3тот метод отличается.бьтстр,отой

и3гото,влени1

спла,в'о'в'

так

как

усло!ви8

|1'6А6твл0Ёия

диффузии

твердой

фазе

легко

осу-

ществить'

кристалли3уя

с|плав на воздухе

!4]|:|!

пр14'

3алив'ке

металлическ|те

ил|1 3емляные

фор

мы.

{р,а1б'отах

14. 14. Ёо'викова

'и

Б.

€.

3олотор,евского

(таствое

'оообщение)

было

показано,

что

пр0.!

большой

ра3ветвленности

ленлри{ов общие

размерЁ

к0торь!х

выявляются при

исследова,шии

макростру'{туры'

оостав в

центре

ос!и..

п-ер,вого

поря/дка

,пй0)1(€1 с}пцествент!о

отличаться

от

состава

цевтре

оеей

более

8ысокого

порядка,

т.

е.

пр'опзвольво

вы{ранн'ого

м}!крозер'ва.

Рис.

24'

€хема,

иллюстри1рующая

во3.

мо)кность

применения

метода

мик!о.

твердости

для

построения

равновеснот9

солидуса

путем

исследовация

неравно-

весно

закристаллизованг{ых

сплавов

5'|

==-

в+

/цфа

]

н!:

8,%

йшкротвер0ооть'1еталлов

как метоо

фшзшко-хшмшвескоео

аналц3а

Фднако следует

отм'етить'

что

определе1ние

л]и|н'ии

оолидус

этим

опоообом

не

всегда

достаточ!н'о

1Ф9'!1Ф,

а в

ряде

случаов

вообще

нево3мо)кно'

так

как

размерь1

отпечатка

алма3ной

пи-

рамидь|

могут

превь||цать

размеры

кристадли3ационно,го

центра'

[{тй€19||18РФ

сФстав

5:.

1(роме

того'

не все

3ерна

рассекаются

плоскостью

|'плифа

середине.

Ёеобходимо

подбирать

для

ц96д@!038Ёия

кристалли_

ты' имеющие,средние

наиб,о0_1ее

характер1нь1е

для

А3'}1ЁБ|й,}€!]Ф-

вий

кристалли3ации

ра3ме'рь!.

Более точно

определить

к0н|центрацию

твердого

раствора'

соответствующую

равновес!{ому

солидусу

при

данной

температу-

ре'

с примене'нием

метода и3мерения_

микротвердо'сти

мо>к]но

ёледуюшим

образом.

€,пла,в

состава

(ри'с.

24,а|

н:ео'бходимо

вь|дер)кать

при

температуре

промех(уточной

м'е)кду ликвидусом

солидуео'м

(на,пример'

при

[2,

ри'с.

24,а). |1ри этом

рав1{о_

весии,

очевидно,

дол)кнь1

бь:ть >кидкость

составА

1!{2 А кристалль|

твердого

раствооа

с'оста'ва 5э,

соофветст1вующего

рав1новеоному

солидусу.

Бсли

п,осле соответствующей

вь|дер)к,ки

при

тем|пера.-

туре

оплав

3акристалли3овать

та|к,

чтобь1

лиффузия

,в

тверАой

фазе

бьпла подавлена.

то,

'очевидн'о.

сечение

ках(до'го

зерна

твердого

раство'ра

плоскостью

тшлифа

дол)кен

,п'о]па'сть

участок'

имеющий

состав,

соответствующий

равновесному

с'олидусу

при

данной

тем]пе!ратуре.

14змери'в

микротвердо,сть

этих

}98€?к08

[допустим,

что

она

оказалась

11$)

ф'пе.

24,б)!'

по

гр-адуировоц-

ному

графику легко

определить их

состав.

1аким о'бразом,

бу-

дет

зафикёирова,но

||оло)кение

т0чки

5э

на линии

солидус

(рис.

24,а\.

Размерьт

уча'стков

соетава 52 в

к!1[сталлах

твердого

раств0-

€;||./|?'в8

состава

Аол)кнь!

определяться

'количественнь1м

со_

отно1|]ением

ме)кду твердой и

>кидкой

фазами,

нах0дящимися

равно'весии

п'ри

тем1пературе

|у. €огласн'о

правилу

рь|чага'

от-

но,сительно'е

количество

кр,исталлов

твердой

фазьт

со'става 5:

для

рассматри|ваемого

случая

,о{пределится

'отре3ко'м

!т!

(рис.

24,а\. 9ем

бли>ке тем:перд'1'ура'

'при

которой

сплав

данно_

го состава вь|дер}кивается

Авухфазной

области )![э*о,

тем-

пературе солидуса' тем

боль:'пе 0тносительное

количеств,о

крис-

таллов твердой

фазьл

тем

,наде}кнее

при

по'следующем

ис!сле_

дова}|ии

булет определен

их

состав.

|1о

сушеству этот

второй спос0б

оводится

0писанному

вь1_

[].т'е

методу

пост'рое|ния и3отерм

микр'отвердо1сти'

точне€

9;Б.]19€!'

ся его

видои3меноние}{.

3тим

способо,м бьтлтц

иоследо|вань|' си'стемь!

алюминий

медь' алюминий

кремний

и висмут

сурьма.

Были

'пригото1влень|

опла;вь| алюминия

ооде'рх(анием

3,5,

5,0

и 2'0о|о

(вес.)

51;

6.0,

4,5

3,0$

(вес.)

€ш

и сплавьт

висмута

20,

и 600/о

(вес.)

$Б.

3авцсцлость лсшкротвер0остц о!

сос1ава

||осле

!3п€|[/12;Б!10[ия

сплавьт

были

Ф)0|?8.||'€т1|Б|

*\а

во3духе

(,при

это,м

обеспечивается

условие

подавления

лиффузии

твер-

лой

фазе).

(роме

то'го'

все

'с1плавь| бь:ли охлах<день1

очень

мед'

лен1но

печью от тех тем'ператур,

когда они нах,одили'сь целико'м

в )кидко'м со,стоян|ии'

до

температур'

указанных

табл.

14,

и вь1дерх{а'ньт, в

течение

10 час.,

после

чего

производилось охлах(-

ден.и,е

на

воздухе

тАБлицА

Реэульгпатпы

опре0еленшй солш0цса

сплавах

алю74!1нця

с помощью леспо0а

мь+кропвер0оспш

€одерх<ание

второго

компонента

(вес)

"с

нр

ке/

'!м2

с"

(вес.)

с3

(вес.)

600*

580

630*

600

580

654*

640

620

590

645*

630

610

б90

650*

6о0

580

560

65б*

640

620

600

!1рпмепания:

1. €'"

новесной лпнии солидус

при

дости.

2.сь_

то )ке

по

д1ц{ы\.|

8,5

5,0 5|

2,0

6'0

€ц

4,5 €ц

3'0

(ц

41,5

51,0

33,2

378

50,0

2\,4

25,0

34,0

44,5

34,0

37,

49,7

70,0

33,0

62,0

7в'3

89,0

23,2

35,5

44,0

62,3

1,20

,56

0,70

1,03

1,53

009

0,28

0,72

|,24

0,85

1,08

1,83

3,12

0,80

а'50

4,88

0,18

1,50

2,54

,00

1,52

0,50

,00

|,52

0,29

0,72

|,25

0,75

0,99

|,77

3,00

о,73

2,50

3,62

,85

,90

,50

2.50

|(ФвцентРа('1я

твердого

раствора'

соответствуюцего

рав.

данной

температуре

по

ре3ультатам

измерения м||кротвер-

и термического

анал\|эа

|73'

741.

звездочкой

отмеч€ны

температуры

л!!квпдус соотве1'ствующих сплавов.

йз

,пригото8./1€:1{ЁБ1[

описан|нь1м

путем

образшов оплаво'в 6ь:_

ли

пригото,вле[1ь|

микроп_тлифь|' на

кот0рь1х

после

удаления

по-

верхностного

наклепанного

слоя

на

приборе пмт-3,

снаб)кен-

ном

цриспособлением для

автоматического

прилох(,ения нацру3_

ки

(см.

главу вторую)'

измеряли

микротвердость.

Результать:

и:змерений

при,ведень|

в табл.

14.

Ёа ошт'о-

вании этих

даннь1х

по

градуировочньтм

графикам

(рис.25

26)

{67,

\02, 103]

,о,п-ределень1|

'конце'нтрации

то{чек

солидус

для

со_

||[шкрот

в е

р0ост

ь'1еталлов,

как

лсето0

фшзшко-хшлшлескоао

аналц3а

тАБлицА

езультплпы

опре0еленшй

сола0уса

мепо0ол

ликротпвер0ос'п!]

сплавах

в!1смуп_сцрьла

550*

500

450

Б25*

475

42Б

400'}

375

,с

!|]:-Ё

}с-

а.

'с

!!!!!

]ц

!-+-

ч_

ж+щ

ос,+сцлс'

!|!:!!!"|

:;|!!

|;:! :

:!|

:!!

А-5

о-6

'|!1!,{

{

0.5

-,1,0

1,5

.,'

!.о4|р'{санце

%|аес

)

1'5

4,6

сц

(о0елэсонае,

1аес

)

Руцс' 25' |1острооние

ч":##{*

1.#!1}!'1Рминий

кремний

(с}

'[-данные

исследования

равновесных

т-в_9Р4ё}

растворов_пр}!

п(ютроенни

гра-

ду|!ровочного

графвка

лйпии_

сол-идус

?$.

тц|: 5_ц

и 5_7

данцые

всследо!а_

ния

сплавов

соответственно

с 8'5;

5.0 и

2'00й

(вес')

с 3,0_4,5

о'оъ_-(111]>

сц

с прншеве''иеш

мето,й'а

шикротверлоств

2о

71,5

80,0

87,5

75,5

92,0

93,2

99,5

86,8

80,0

68,4

84,0

75, 6

62,7

58.0

50,0

!-{гихеча|{яе.3вездочкой

огиечень|

температурь!

ликвидус

для

соответствующнх

с[1лавов.

680

в4о

{

Ё600

гоо

520

.,5

640

.\осо

520

тз\

А1

3аацсцлость

мшкротвер0остц

от состаоа

0т1ветствую|][их

температур.

|1остроенньте

1п'о

этим

данньтм

кри-

вьте

солидус

для

систем

ал:оминий

кремний,

ал1оми,н;ий

мещ

и висмут

сурьма

приведень|

на

рис.

26.

1(а,к

видно

из графиков

(рие.

25,а)'

п'олученнь|е

даннь1е,

3а

ио|01т0чениом

двух

тс)чек'

полученнь1й

'при

исследо{вании

сплав0в

алюми|ния

с 8,5

5,00/0

5|,

охла)кден,ньтх

на воздухе

из

}кид,кого

еостоя]ния'

хоро11]о

с0гла|суются'с

результатами

исследования

ра|вновеонь1х

спла|во1в''метод3м_и

электрос0проти|вления

тер

ми-

ческого

анализа

[73,

71].

55о

Б табл.

для

сравЁения

прй-

веденьт

концентрации

точек

солидус с;

при

соответствую_

щих

температурах

по

дан-

нь:м

[73,

74].

Ёетрудно

видеть'

что

расхо>кдеЁие

этих

даннь|х

ре3ультатами

измерений

ми-

кротвердости (за

исключением

550

$*эо

]

двух

указаннь|х

тонёк)

очень

250

незначительно.

9то

х(е касает_

,05

ся вь|падов,

наблюдаем"'*

,р''

_* _'

определении

солидуса

}

двух

указаннь[х

сплавов,

то в

дан- \\

ном

случае

их можно

объяс-

'5г

нить тем'

что на

результать:

[

измерений

микротвердости

су.

$ ш 1.'1

щественное

влияние

мо>кёт Ё

оказать

микрогетерогени3ац]{я

{

зерен

твердого

раствора'

кото-

рая

этих

сплавов

при опи-

санных

условиях

охла}кдения

мо}!(ет

бь:ть значительно

ра3_

вита

(полробнее

цо

дан]{ому

вопросу

см.

главу

седьмую).

|1остроеннь:й

по

дан!|ым

,&*,{,

Рис. 26.

|1остр,оение

линии солидус

системе

висмут

сурьма:

]

на графике

/{.

ланные

работы

[103],.

яа кривой

ликвидус

да'|нь!е

ра3личных

ав-

торов

(см.

]|63.

66])'

на кривой

солидус

данные

работы [66|;

А'

резуль_

таты

исследования

сплавов

соответетвеннФ

ф'

50 и

2006

(вес.)

5Б

с применениеш'

измёрения

микротвердости

участок

солидуса

системе

татами

и. и.

Ёовикова

[66],

которь:й

исследовал солидус

в 5той

систе]\{е

от 10

до

600/9 (вес.)

$б

и практически

совпадает

тео-

ротическим

солидусом'

рассчитаннь1м

Б. Регузинь|м

Б.

|1инесом

на основании

представленпй

о6 энергии

смегше_

ния

[105].-|1олуненньте

работе

[99]

результать|

могут

слу}кить}

кроме

того'

дополнительнь|м

доказательством

взаимосвя3и

процесса

кристаллизации

твердых

растворов

диаграммой

со-

стояния.

--1

\!с1-н

]

п:

:: !

т1

,'{

\ц

90 йшкротвер0ость

леталлов как

14етоа

фшзшко-хшмшиескоео

онал!13а

.4.

исс]|Р.довАЁив РАспРвдвлвния

лвгиРующих

элвмвнтов

пРи

кРистАлли3Ации двоинь1}

сплАвов

осоБь1х

условиях

3а

'последнее

десятилетие

связи

'с

развитием

полупровод.

никовой техники

и получением

ультрачи,сть||х

веще'ств |ши!Ф'(@ё

раопроетранение

получили

так

на3ь1ваемь|е

кристаллизационнь|е

методь|

очистки

и п'олучония монокристалл0в

ра3лич'нь1х

эле'мен-

тов и соёдинений.

€рели

этих методов наиболее

[широко

в настоящее

вре_

мя

исполь3уются метод

вьттягивания кристалли_

3ующейся

твердой

фазь|

и3

расплава

(по

9охраль-

скому) и метод

зонной пе-

рекристаллизаци}{.

Б обоих

случаях

рас-

пределение

легирующ|{х

элемёнтов

или примесей

11олучающихся

слитках

долх(но

подниняться

со:

вершенно определенной

3акономерности

(см.

{106]).

9чить:вая взаимо-

связь

ме}кду

концентра-

т(ией

твердого

раствора

микротвердостью' мо)кно

исполь3овать этот

метод

для

исследования

харак_

тера

распределения

леги_

рующих

элементов ил|1

примесей по

длине

слит-

ков' получаемь1х

указ.]н_

нь1ми методами.

||риме_

нение

метода

микротвер_

дости для

этой

цели

3на-

чительно

удобнее,

чем

химический

анализ'

при

использовании

которого

для

отбора

проб

необходима

случаев

не)келзтельно.

разрезка

кристаллов' что

ряде

!!1етодом >ке

микротве'рдости'

иополь3уя

разраб,ота;н,ное

н. А.

€ологубом

приспо,с'о,блепие

[\2],

8Ф:3ц916,ц9 исследовать

,образшы

длиной

до

300 мм.

|(роме того' методом

микротвердо'сти

(как

будет

п'оказано

них<е)

Ё@31!1Ф&ЁБ;

более

тонкие

иеследования

рас]пределения

ле-

!20

!в0

2ц'

м'

!,лцпо

слцтпна' цо

Рис.27.

йзменение

содержания

мед'{

(4)

микротвердости

(б)

по

длине

кри_

сталлов'

вь[тянуть[х

из

расплав.1

А1

4,5%

€ц

различной

с{оростью,

лм|мшн:

Ф_0'1;А_0,2;]]_о'з

+.5

:.|

ц.

"э{

|п

3авцсцмость

аошкротвер0остц о? состава

гирующих

ко|м|понентов' которь]е

€ [0йФ!]{Б1Ф 1Р1й[|9о€&Ф|о

а]нали_

за сделать [0БФ8йФ[}1Ф.

Ёа

рис.

27 пр,ив'еденьт графики' характери3ующие

и3менение

соде|р)ка,1|ия меди

(с)

и микротвердости

(б)

по

длине

кристал-

лов'

вь!тянуть:х и3

ра,с1плава

А1

4,0070 €ш

различной

скоро-

стью

(п,о

даннь!|м

а,второ'в).

(ак

видн,о

и3 это'го

рисунка'

ход кри-

вь1х изменения

микротвердости

по

длине

кристалла

качест_

венно

соответствует кривь|м

распределения

меди'

полученнь|м по

данным

химическ0го

анализа. |1ользуясь

кривь|ми'

приведеннь'-

ми

яа

|и'с'

27, б,

граду1{!08@9}{Б|й

графиком' характери3ую-

щим

зависи,м,ость

микр0гвердости

от

состава

твердого

раствора

меди

ал1оми|ни'и

(рис.

25)'

мо}кн'о

рассчитать

ко,нцентрацию

меди

ь,со0тветствующих

точках 'слитка

,по"']учить

кри,вь|е'

при-

Реденнь|е

на

р|1с.

27,

а.

€,равнение

даннь[!х

по

рас)пределению

меди'

полученнь|х

ме-

т0дом ]т,!и,кРФ!в€Р.|!,Ф€т|];

результатами

химиче,ско]го

анализа

{та6л.

15) п'оказьпвает'не3начительные

расхох{дония.

тАБлицА 15

Результпатпы цссле0ованця

распре0еления

ме0ш по

0лцне

крцспаллов'

вы/пяну/пых

ц3

расплава

А\

4о/о

(в

разлсонной

скороспью

'|14/'/цн

Расетоян!,е

от начала

с.']втка

,4,|

0,20

.30

100

150

200

250

280

0,75

0'8б

1,00

\,25

|,75

3,00

5,00

0,70

0,82

,00

'2о

\,78

5,00

1,15

1,30

,50

2,00

2'6о

3,15

4,00

1,10

,30

,46

2,00

2,40

320

3,85

1,50

1,70

2,00

2,50

305

3,75

4,50

,50

|,75

2,08

2,50

з'00

3,80

4,40

||римечанпе:

данныех!мического

аъ\ал|1за'

2-данные

по и3мерениям

м,!кро.

твердоств.

14з

изло>кенного

следует'

что метод

микротвердости

уепе_

х0м можно

исполь3овать

для

исследования

распределения

ле"

гирующих

элемонт,о|в

по

длине

кристалло'в'

получаемь|х

при

вь|_

тяпи,вании и3

рас|пла|ва'}|

зонн,ой

перекристалли3ации.

работах [73

и 36] этот

вь|вод бь:л использован

пр'и

опреде-

лен\4и

характера

нонвариантного превращения

системах

алю-

ми|ний-титан

и с1винец

кальций.

92 !{акротвер0ость

металлов

кок мето0

фазшко.хшмшвеокоео

анал!|3в

системе

алюмшн,ий

титан'

по

да!}!'ным

р,а3,нь|х

автор0в

(см.

[73,

74]),

:прелполагал|ось

нал|{чие

эвтектичеокого

перитек-

.,,

ч{

б.ф

Ф.

тического

превращения.

Б'ля

одно3начного

ре1'1]е_

ния

этого

вопроса

из.рас-

плава, содер}кащего

0,1-

0,12о10

(вес.)

1!, был вы-

тянут

образёш

перемен-

ного состава'

по

длине

ко-

торого

бьтла

исследована

микротвердость.

Фказа-

лось' что верхняя

часть

слитка имеет

микротвер-

дость

-35

ке/мм2,

тогда

как

ни}|(няя примерно на

ке|ммэ

мень1ше.

Ёа

основании этого

бь:ло сделано

одно3нач-

ное заключение

том,

что в

системе алюми-

ний_т'ъттан

происходит

перитъктическое

превра-

щение

[78].

3тот вь:вод,

сделанньтй на

основании

рассмотрения

измене|{ия

микротвердости

по

длине

вь|тянутого

кристалла'

был подтвеРх{ден

по_

мощью

лифференциаль_

ного термического

ана-

л!4за.

0/5

1,0

!,5

1о 25

3,0

Алцна

сацп|о,нл

Рис.28.

]'1зменевие

микротвердости

по

дли_ 8

ра6оте [86]

для

ре_

не

монокристаллов.

вытянутых

из

распла-

шения вопроса

харак-

ва

А|

4о/9

€ш

разлинной

ск0'ростью,

мл'|мшн:

тере нонвариантного

рав-

/_8'5;

*2,5;

!!!

_0,7;

!у

0'25:

!|овесия

системе сви-

0'08

нец-кальций

бьтло иссле_

довано

и3менение

микро-

твердости

по

длине.

слитка'

содер}кащего

среднем

0,08?0

(вес.)-€а

подвергнутого

зонно?

перекристаллизашии.'г|ри

этом

бь:ло

установлено'

что

головной

части микротвердость'

них(е'

чем

конечной.

|1олуненна

3авис\4мость

микротвердости

соответствует

а1еп

ределе!!ию

кальцпя

лр['!

\\!алпч|1|1

эв'текгичес,кого

превр

ще-

ния'в

системе.

€

пом,ощью

термичес|кого

анализа

этот

,,'.о|

б*'

подтверх(де1{.

/'\

А /

\ г

ъ/

ь ь

-д

\п,

А {

][

уы}

ш!

#ъ

3авшсшмость лошкротвер0остц

от состава

||ри быстр,о1м

вь|тягт.||ва1нии

кристаллов из

ра,ш1лава

при оп-

ределен!}1ь|х

усло1виях

:наблюдается

слоиетое

распределение

ле-

гирующих

;(|@]\{|1@Ё€Ё10{Б.

14,оп,ользуя метод

микротвердости'

д.

А. ||етров и

Б. А.

(олачов

[108'

109]

вь|явили

характер

рас-

п1ределения

меди

,в

кри,сталлах' получен,нь|й

указан'нь|м

с!посо-

ом и3

!0пла1вов

8/|[Ф;миний_медь.

Ёа

рис.

при]веден1о и3,мен,ение

|микротвердо,сти

по

дл|ине

о@разцов,

п,олученнь]х и3

оплавов алюминия с медью при

ра3лич_

нь!х

окоростях вь1тягив

ания. |1а

,приведеннь|х

кри;вьтх

,отчетливо

вьтя|вляетея волноо'бра3:ЁФ€ |13']\,!@1{€|ние

м|икротвордост'и

|п'о

дли11е

о,бр'азцов,,ооответствующее

€л;Фистой},рас1пределению

меди.

€

ум'оньтшением

скор,ос|ти вытяги,ван:ая

!а:0п}еделение

меди ста_

новится

более

рав[!омеРным

ооответютвии с

этим микротвер-

дость

вдоль кри'сталла

практичеоки

не

моняетс,я.

€,помощью

метода'микротвердости

на

прим,ере

еплава

Амц

работах

[108'

109] бьтло

'показан,о'

что

слоисть1е структурь:

об_

ра,зуются

такх(е

случае'получен'ия

'слитков

в т1ро'и3водственных

ус.}1о]виях

методом

непрерывно'го

литья.

5. исслцдовАнив

пРоцвссов

диФФузии

мвтодом

микРотввРдости

Бозм'ох<ность

йопольз'ФБ8,!|[9 метода

ми|кротверд0€1}{'-

А,]1[

1{€_

следования

диффузии,в

м'еталлических оплавах ол|ределяется'

(3т|(

]:1

'в

пРеАь|А!щих

раос]мотреннь1х

в этой |й2:8€ случая,х,

су-

щество|ваниом

опреде.'|ен|н|ой 3&8|4€}1'1!1Ф€1и

ме)кду микротвер-

достью,и

1ко'нцентрацией

легирующе|Ф 3.'1€:й€!1||1 ;в

тв€}.(отм

рас-

творе.

Бпер'вьте

для

оце1{:ки ск0рости

лиффузии

метод

ми]кротве1р_

{Ф:€1'}1

бьтл

иопользо|ван Букле

[69],

которь:й изунил

лиффузишо

меди

алю'миний и3

,сплава;

ко'нцентрацию

меди определяли с

п'о(мо1цью

едв

ительно

постр оен1нопо

гр адуир,овочно,го г!

а,ф

и-

ка,

подобн'0го

пршведе!|ному

на

ри1с.

25. Бь:ла

![;€,€.,т€А,Ф8а'!|а свя3ь

мФкду коэффищиентом

д['ффузии

и ко1нцентрацией,меди

при

ра3-

личнь1х тем|пературах

|1'оказано'

что

|{,!}1

й2.,[|Ф'й

,@Ф!'€!*а11и}|

,}т10-

ди

ко1эффициент

лиффузии

!8т€?€1.

}',величение

,содерх(ания

ме-

ди

'в

0плаве

прив'одит

тому'

пто

коофф]и1циент

лиффузии

ста-

|!овится ц6$|@!,1!{]ЁБ;1!1.

Результаты''полученные

Букл е

[69]

мет|о.

дом,ми,кротвердости'

хор1о|1!]о

согласуются,с

други'ми

даннь1|ми'

получен'нь1ми

11{./|

ассическим

оп осо'б о,м

[

1 1

0].

Ряд

работ

бьтл посвящен

иоо|1едо'ванию

лиффузии

легирую-

щиж

эле1ментов

дуралюм'ина

!в

'плаки'руютт(ий

слой

алю|ми'ния.

|1'ри

это,м

бь:л

,пршменен

'метод

из,мерения микротвердости.

работах

Букле

[111]

было:!|:Ф1{?3!![!Ф,

что нагрев

дуралюми_

на

до

5ф'

и вь|дер)кка

|в

течение 20

миш.

!при этой тем'пературе

при1водит

к'прони'кно'вению

легирующих

эле,ме,нто]в

в пла&ирую_

щий

слой

,на

глубину

р.

.[|етальное

исслед0ва|ние

диффузии

меди'

магния.

крем,ния

марга'!|ца

из

дуралюмина в пла,кирую'щий

слой

алюмийия

было

пр'оведен'о

Букле

(ейл,ом

[112,

113].

||ри

это'м

параллель}]о

иополь3о|ва.],|].1;€Б

йе?ФАь|

микр'отвердости

0пектрального

анали_

з'а.

!,ля

увеличения

}|,€'€.[8А9€:'у1Фй

п,оверхно,сти

чере3

по,крь1тие

бьтли

сдела}{ь|

кось|е

,срезь|.

&1икротвердость

измеряли

при

на-

гру3,ке

е' |1сследо|ва,ние

окорости

лй66узии оь:.},о

ЁрБ,'едено

п-ри

ра3личнь|х

те'м|п,ературах

с вь1дерх(ками

от 15

д'-

мин.

Ёа..рис.

в качест,ве

примера

,р'"еде"

"р'ф"*,

{'р!''*.р'.у'_

щий

изменение

содерх{ания

меди

"елич'й

м"кротверл'сти

плакирующего

сл!оя

исходн'ого

дурал}оми'на после

термойра-

ботки

при

500'.

(ах

видн,о

и3

этого

рисунка'

результатьт

измере_

ний

микрот|вердости

дан.нь]е с,пе.!р''',"ого

анали3а

до1в,ольнФ

хор0шо

укладьтваются

на

одну

кривую.

02!6010|2

г}'

"!$

{!.

$ [ е'

$|$

Росстполпцо

оп п0оФ'нш',ц

1!:,

Рис.

29.

|4змевение

содер)кан'ия

меди

микРотвердост'.1

плакированнь[х

образцов

дура.пюмина после

те!мообработ_

ки

по

косому

сре3у

чере3

плакирующий

слой:'

даннне

и.змерений

микротвердости;

_.даннше

спектрального

|4сследовали

так)ке

лиффузию

и3

А}Ралюминов

различным

ёФ,9?ЁФ:1]]0Ё]{ем

мех(ду

магнием

кремнием.

||ри

этом 6ь:ли

полу_

чень[

аналогичнь]е

кривь|е.

}становлена

очень

не3начительная

скор'ость

лиффузии

марганца.

14оследова,ние,

подобное

описанно'му'

с применением

метода

микр,отвердости

бь:ло

вь|полнен'о

работе

[:!+].

Резу|,"',,

ра-

бот

[112,

113]

[11{]

хоро,ш'о

.о.'а'су',.я

йех<ду

собой.

!60

е!

Ё:в

^',,,

Ад

!----

120

у'

ю{дд6

0у

3авцсцпость

мшкротвер0остц

от

состава

9Б

работе

А.

А. Боцвара

А.

€.

?итовой

[115]

метолом микро_

твердо,сти

была

изучена

ки,нети'ка

проникн,овения

легирующих

элементов

-и3

двух

'промышленнь!х.

сплавов

А!

(4,|0/о

€ц;

0,60/о

!!19,0,50[

!!1п)

А|6

(ц,5о|,

€ц; 1,57о !19;

0,65?о мт-:1

в плаки-

рующий

'слой

'при

температурах

503

2',

506

560

-ь

2":

Рис. 30. 14зменение

микротвердости

плаки_

рованных

образшов сплава

,[1,16

в направ-

лении' перпендикулярном

направлению

прокатки

у1

лпн!4|4

раздела

сплав

плаки_

рулоший

слой

после термообработки

пр!и

5060:

выдер}кка

2,5

часа;

выдерх<ка.0'5

часа.

Бремя

вь1дерх{ки

|при-

заданной макси,мальной

т0мпературе

на-

грева и3менялось

от 5 мин.

до

нас.,

сначала

чере3

ка)кдь|е

5 мин.,

нач||'ная

с 1

часа

чере3

30 мин.

|1о'сле окончания

вьтдерх{]ки

при

данной

те'м'пературе образшьп

закал14вал17

в в,оде

подвергали

пол|ному

е,стественному'

старению'

по,сле

9€|Ф Ё3;

приборе пмт_3

с| применонием нагру3ки

е измерял14

микро-

твердость по

направлению',перпендикулярному

л|1!1|||)!

ра3дела

сплав

плакирующий

слой

направлению

про'катки.

Ёа

рис.

в каче'ст|ве

при,мера

приведвнь1

типичньте

кривь|е

измене1{ия

микр,от'вердости

,по

сечени'ю

указанном

на'правле-

\1и\4

для

сплава

[16,

обрабо,та,нного

при

506'

течение

30 мин.

2,5

час.

результате

иоследования

установлено'

что,

неомотря на

большую

нась1щенность

сплава

А16

медью

магн'ием,

диффу_

зия-упрочнителей

и3 него

совершается

медленнее'

чем

т{3

€пла-

ва

А!.

Ёапример,

за

мин. при

503

+-2"

глубъцна

,роникнове-

ния

легиру1ощих

элементо{в

'т]лакирующий

слой

из

сг:лава

А1

йшкротвер0ость'1еталлов

как лето0

фшэако-хшмшнеокоео

аналц3а

равна

р,

и3

еплава

[16-:всего

р.

Авторь: свя3ывают

это

с проя|влением

химическо|го

взаи'модействия

ме}кду легиру_

ющими

элементами

в твердых

раство,рах

на

,ооно|ве

0.[!1Ф}1|4!{![9

|возмох!нь|м

образ,оБ?;Ё1|81!1

еплаве

А16

соединения

А1:€ц&1я.

Раздельньте

исследо!вания

диффу3ии

меди

магния

и3

двой_

[|Б|[

€||./|?;Б,@в

А1

3,840/0

€ц

А1

+2,09о10

!!19

показали'

что

ско_

рость

диффу3и'и

этих

эл9ментов примерн'о

одинакова.

Ёа осн'овании п|р'оведенного

исследования

лиффузии

с п!име.

нением

метода

микр,отвердости

А.

Бонвар

и А.

€.

1итова

де_

лают

закл}очение

то|м,

что

,плакир'ФБ8:[1ЁБ18

листы оплав,ов

А1

.[1

16 мо>кно

подвергать

максимум

двум

переза,калкам

без опас-

}|;Ф€1|4

|1Ф1€рять эффект

плакиров'ки.

р"д"

ра,бот,

вь|полнен,нь:х

Букле с

сотрудника,м,и

(:9ц.

[|!$,

70,

7|, 1 17])

с применением

метода

микротвердости,

бь:ла ис-

следована скорость

диффузии ци1нка

й€АБ

и3 оплавов

меди

10, 20

309о 7л;

алюминия

медь

и3

3||.т|&Ба

меди

160/'

А|,

6'ериллия

ал:омиший

из с|пла1ва

ал}оминия

1,060/о Бе,

воль-

фрама

в платину

и наоборот. 3о

всех

указаннь1х

слуяаях бь:ли

получе'нь!

результать1'

хоро]'|]о

€0[|1ац€}1Ф!!.!иеся

даннь!ми

дру-

гих

работ,

вь!1полне,1!1{ь1х

,при'ме,нением

других

методо1в.

!р"

исследо,ва|нии

взаимной

диффузии

ци,н!ка

и меди

'при

330"

течение 1 часа

Букле

[118]

'с

п,0мощью метода м.икротвер_

дости

установил

наличие

слоев'

соответствующих

8-фа-

зам. |!ри

дальнейтпем

нагреве

наблюдалось'

что компоненть|

пе-

рераспределялись

ме)кду

фазами,

область

е-фазьт

сокращалась

на

цинковой

стороне и область

у-фазь: рас].ширялась.

работе

м. и.

|!арфенова

Ё.

А. 14згарьтш:ева

[119]

по-

м'ощью

метода микротвердости

обнару>кена

'промех{уточная

фаза цежду

кадмием

,серебром,

к1ФтФ!219

имела твердость

278

к||мм2,

что 3,начительн,о

вь1|пе

твердости' чисть|х

комлонен_

тов

кадмия

и серебра

(

тц

44 к[

|мм2).

|]ом'имо

}к338:Ё{ЁБ1й

,случа'ев'

метод

микротвердости

бь:л

тп,ри-

менен

так}ке

для

и|оследо|вания

диффузии

1|{икеля

х(еле3о

и3

никелевого

покрь!тия

[120]'

та,кх(е

Ряде

других

иоследова,ний

(ом.

[101-103]).

работе

А.

А. Бочвара

3. А.

6вилерской||24! метод

измере_

ния

микротвердости

бьтл

применен

для

исследования

п|роцессов

разупрочнения

твердь1х

раствцров

3олото

медь

при нагреве с

целью

оценить

|влия|ние

лиффузии

при

упоряд0че;нии

ра3упо_

рядочении

на

сопротивляемость

пластическому

деформирован'ию'

}1икротвердость

исследовали

1на,п|риборе

пмт-2;

-снаб>кенном

печью

для

нагрева

о{разцов

|4сл:ользовалась

нагру3ка

е. Ф

пмт_2

методика

'вь|0окотем_

разрабопаны

3. А.

€,видврской

}(овструкшия пр;исп'осо'бления

к прибору

п'ф атур]нцх испытан,ий !1т{ик!;Фтве!А@€ти

!на

!н,ом

в 1948

г.

3автлсцмость

лшкротвер0ост!'

от состава

масшцтабе

ра3упрочнения

судили

,по

ра3нице

'величине

микро_

тве,рдости

при кратковре,менной

(30

сек.)

длительной

тас)

вь|держке

образшов

под

нагрузкой,

а'так)'(е

по

наклону

темпчра-

тур1нь1х

3ависимостей,микр,отвердо,сти.

Бьтл исследован

спл-ав

меди

250/6 (атомн.)

Аш,

соответству-

ющий'соединению

сч4з (тем:пература

{перехода

порядок*беЁ-

г1Ф!9!@:11:-р96")

и с 500/о

(атомн.)

Аш,

соотвегствующий

с,о'еди_

*ен.чч'

€цАи

(температура

,пеР€хФАа

;порядок-беепорядок

1!24"\,

а так)ке чисть1е

к0м|поненть1

золото

медь.

€пла'в с

25о|о

Ал и,сследозвали

пр|!

'переходе

и3

|неупорядоченно1го

со,ст|оя_

|1ия

обратн,о.

}{еуп'орядоче||н'ое

1состоя;ние

это,го с1пла,ва

до,сти_

галось

от)киго'м

при

650' ;Б

?€,т{0}!|1€

6 суток

у!'

вакалк\4

после

это_

го

в воде.

[цп.].|2в

с 500/о

Ац

испьтть:,вали

только 1в

процессе

его

ра3упоряд0чения.

|!риведение,об'оих,еплавов

упо'рядоче'нно,е

€'Ф'€1Ф{:Ё1{ё

достигалось

очень

медле'нньтм

охла>кден'ием

с темпе_

ратурьт1

650' ;после

1пред|варительной

вь1дер)}(ки

течение

суток.

и'нтервал.е

томператур

450-350'

темпе,ратура

сни>калась

со

скоростью

град/нас.'

что

продол)калось

'йо'''о.у''^.

5атем

оо_

разць1

в течение

час.

охлах{дали

со скоростью

{0.7нас

с печью

до

комнатной

температурьт.

Результать1

измерений

мик_

рот+ердосттл

на

обработаннь|х

описаннь{м

путем

сплавах'

а так-

)ке

результать1

исследования

чисть1х

компонентов

меди

золо-

та

приведеньт

табл.

16'

1емператур4

ос

тАБлицА

'/|1нкропвер0оспь,

к|

мм2,

толо'7'а'

ме0ц

сплавов

3оло!по

ме0ь

пр!1

ра3лцчных

/пелпера!п!рах

8ремя

мпн.

с,.а,-

с!0Ац**

Ашш

300

370

380

400

0,5

67,3

50, 1

37,4

25,0

\3,7

16,6

10,1

15,5

9,1

85,7

80,9

54,5

41,3

55, 1

94, 6

90,6

97,3

52, 8

93,7

35,3

87,3

38,7

8б.6

107,7

\о2'4

132

5з'8

97,о

40,9

94,2

4\,2

92,

32,4

145,7

133,7

\7\,7

99, 0

126,8

43,5

122,4

40,

1 16,4

39, 0

ф.А,

'еупорядоченный

сплав.

€ш.Аш

упорядоненныЁ

сплав.

!'ля

'оплава €шАц

бьтла

изме,рена

длительная

микротвердость

при

425',

соответствегпн,о

93,3

23,0

кР

|м;д2.

3аказ

1358

таю|(е кратковременная

которая

ока3алась

равной