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

Подождите немного. Документ загружается.

158

!|1шкротвер0ость

1!4еталлов

как

летоо

фшзшко-хшмшнескоео аналц3а

лах(дения'

построеннь1е

данном

случае

для

сплавов

висмут-

сурьма

и германий_кремний

с помощью

метода

микротвер]1ости'

дают

наглядное

представление

процессе

развития

микронеод-

нородности

и позволяют

качественно.судить

ра3витии

д'ффу-

3ионнь!х

процессов

х<идкой

и тверАой

фазах

при

разлиннь|х

ско-

ростях

охла>кдения.

€равнивая

ре3ультать1

исследований

двух

групп

сплавов:

висмут-с}'рьма

и германий._кремний,

с одной

стороньт,

и на

ос-

нове

алю}1у!|1|!я'

Аругой,

мо}кно

3аключить'

что в

тёх

системах}

где

процесс

лиффузии

протекает

медленно

(Б1-5б

с.-в![

для

получения

равновеснь|х

сплавов

шелесообра3но

применять

вь|сокие

скорости

охла)кдения'

системах

}ке

повь:тцейной

ско_

ростью

лиффузии

.(алюминиевь|е

сплавь|),

наоборот'

медленное

охла;'|(дение.

ФневиАно,

3атр},-днения

в получении

равновесньтх

сплавов

(типа

алюмит*иевьгх)

безлиффузионной

крйсталлизаци'ей

связа-

нь|

так}ке

с малой

склонностью

их

к переохла}кдению'

которое}

как

показал

.д!1.

А.

1(ри:штал

[183],

долйно

бь:ть вес"йа

3начи-

тельнь:м

[у1алая'

склонность

переохла)кдению

алюминиевь1х

сплавов

обусловлена

незначительной

разницей

в структурах

этих

сплавов

в-твердот!|

и в

)кидком

состоянии'

тогда

как

}'сплавов

типа

Б!-

5Б

или

6е_51

такая

разница

существенн,

сЁ'.-11в1;16Ё11

и 0ни

весьма

склонньт

значительнь|м

переохла)кдет{иям.

3ти

обстояте.цьства

следует

учить|вать

при

вьтборе

пут'ей

до_

сти}кения

равновесного

состояния

случае

исследования

соот-

ветствующих

систем.

закл:очениё

этой

главьт

следует

ска3ать'

что применение

ме-

тода

микротвердости

к исследованию

ликвационнь]х

явлений

сплавах

позволило

вскрь|ть

основнь]е

3акономерности

процесса

дендритной ликвации

сплавах'

результате

чего

опредёлились

пути

получения

сплавов

определённой

степенью

микронеод:*о_

родности,

что

имеет'

больтшое

значе}1ие

как в

прои3водстве

спла-

вов'

так

и при

исследовании

фазовых

равновесий.

последне-е

в-Рем_я

!,1пституте

металлофизики

|{ниивермета

канд,

физ.-ма'г.

наук

!'.

€.

|(аменецкая

сотрудниками

весьма

убедите'!ьньпми

опь|_

тами

пока3ала,

нто

безлиффузионная

л{ристаллизашия

твердь[х

растворов

про.

текает

при

переохла}кдении

3|{ачительно

ни>ке линми

д^"{*

ни#'

,,,ии

сц'!идус.

глАвА

свдьмАя

микРогвтв

Рогвни3

^ция

кРистАллов

тввРдого

РАствоРА

двухФА3нь1х

сплАвАх

€троение

реальнь1х

кристаллов первично

кристаллиз}ющегося

твърдого

Раствора

двухфазнь|х

сплавах

мо}кет

отличаться мик-

ронеоднородностью,

связанной с наличием

в них субмикроскопи-

ческих частичек

второй

фазьт,

часто

не

обнарух<иваемь1х

пр1д

микроскопическом

исследовании структурьт.

3та особая микронеодно-

тАБлицА 81

родность'

наряду

с' микронеод_

нородностьто ликвационного

происхо)кдения' которая бьтла

рассмотрена

в предь:ду:цей

главе' мо)кет

существенньтм

об-

ра3ом

ска3ь|ваться

на

ре3уль-

татах исследований при ис-

пользовании метода микро-

твердости в

целях

физико-хи-

мического

анализа.

Б связи с этим мы подроб-

но остановимся на

результа-

тах исследования

этого

Рода

микронеоднородности'

котору1о

правильно на3вать

м и кр

ге-

терогенностью.

1. исслРдовАния

3Ависимо_

сти

микРотввРдости

кРи_

стАллов

тввРдого

РАствоРА

от

состАвА

двухФА3нь]х

сплАвов.

работе

А. А. Бонвара

Ф. €.

)!(адаевой

[186]

бь:ла ис-

/Ф

нкропвер0

оп

ь пе

рв

иины!с

крцспаллов

пвер0оео

рас,пвора

сплавах

алюмцнцй

ме0ь

алюмцйцш

крелнс:ё

ра3ноео

сос1/!ава

Алюминий

медь Алюмипий

кщмний

"''"'-

ж;н;е ]микротве'

""Ф:

-ь]';:''

5,5

8,0

10,0

15,о

20,0

25'о

28,0

110

140

153

159

в ме ч а в

ие.

.[,ля

заэвтектипеских;

сплавов

сцстеме

ал'оминий

кремний,

мцкротвердость первичпь|х

дендритов

алю-

миниевого

твердого

раствора

и9меряли ва'

модифицированнь|х

сплавах.

следована

ми'к!ротвфдость кристаллов

твердого

Раствора

лить1&

сплавах

алюминий

медь

и алюминий

кремний

разного

со-

става. Результатьт этих

исследований приведень1 в табл.

31.

Аз этпх

даннь|х

следует'

что

микротвердость

первичнь1х

кри-

сталлов твердого

раствора

на основе алюминия

резко

изменяется

3,0

20.,0

160

йшкротвер0ость

металлов

как

мето0

фшзшко-хшмшнескоео

аналц3а

3ависим,оети

от

состава'

на

основании

чего

А. А. Бонвар

Ф.

)[(адаева

[186]

делают

вь|вод

о том'

что в

двухфазнь:х

сме-

сях

дах{е

в самом перв'ом

приблих<ении

нель3я

считать

концент-

рацию

€БФй'с1Б? ках<дой

и3

фаз

постояннь1ми.

|1осле гомогени3ации

при

540' в

теч'ение

!0-18

час.

ра3ность

значениях микротвердости

первичнь|х

кристаллов

умень|пается'

но все >ке

остается весьма

существенной.

|(роме 1'ого'

абсолтотнь1е

знач'ения

микротвердости

алюминие-

вого

раствора

обеих исследованнь|х

систем

при больших

содер-

х{аниях

меди

или

крем1'ия

оказались

3начительно

вь||ше'

чем

мо>*{но

бь:ло

от<идать

дах{е

для

соответствующего

полностью

го-

мог-е-ни3ированного

нась]щенного

раствора.

Ёа

основании

этого

А. А.

Бочвар

о. 6.

[адаева

предполо-

}1<илу!,

что'

по_видимому'

те

первичнь1е

кристалль|

твердого

рас_

твора,

которь|е

под микроскопом

ка}кутся

гомогеннь|ми,

дейст-

вительности

обладают

сло>кной

внутренней

структурой

вследст-

вие

ра3ветвленности

скелета

пёрвг:нного

дендрита'

ме)кду

ветвя_

ми_которого

ока3ались

3аключеннь!ми

тончайгшие

прослойки

вто_

рой

фазь:,

трудно

различимь1е

при

о'бь|чном мищроскопическом

анализе.

€

увелитлением

содер)кания

второго

компонента

число

таких

прослоек

долх{но

во3растать

микротвёрдость

кристаллов

твер_

дого

раствора

долх(на

соответственно

повьт11]аться.

А. А. Бонвар

с.)|(адаева

отм-етили'

что

е1це

работах

Росбаунда

и 1]]мй_

да

'[187],

а так)ке 111трауманиса

[188[

при

обьтнном"микроскопи_

'ческом

исследовании

иногда

наблюдали

прослойку

второй

фазы

внутри

отдельнь|х

монокристаллов'

свя3и

с чем на

основании

по-лученнь|х

да|!нь|х

по

микротвердости

мо)кно

говорить

более

общем

характере

э1.ого

явления.

последующих

исследованиях

предполо)кения'

вьтсказаннь|е

А.

А. Бочваром

[186]

(см.

так>ке

[6,

7]),

полностью

подтвердились.

€истематические

исследования

зависимости

микротвердости

кристаллов

твердого

раствора

от

состава.

сплавов

ряда

бинар_

]!!ь|х

систем

бьгли вь:полнень]

одним и3

авторов

совместно

А.

(орольк-9Рьщ

ю.д.

9истяковьлм

[|02

6т].

работё

[102]

бь:ла исследована

зависимость

микротвердо-

сти

кристаллов

твердого

раствора

меди

алюминии

от состава

сплава

при

различнь|х

температурах

€плавь:

готовили

из

алюминия

чистотой

99,99%

и электро-

литической

меди

99,9$ в

корундизовь!х

тиглях

и отливали в

чу-

гунную изло'{ницу.

.[!ить:е

образшьт после

леформашии

на

30$

бьтли

подвергнутьт

гомогенизации

при

520.

течение 50

час.

йедленно охла>кдень]

с печью

до

комнатной

температурь:.

А4икро"

твердость и3меряли

при

нагрузке

а. |1осле

измерения

при

ком-

14меется

в виду

темпеРацРа

закалки.

|т| шкроеет

ероеенц3ацшя

крцсталло

в тв

р0оао раство

ра

сплав

ах

натной

температуре

сплавьт

последовательно

3акал14вал|1 с

тем-

ператур

350, 400,

450

500".

1-!ри

ка>кдой

температурё

давали

вь|дерх{ку

соответственно

50, 40, 30 и

час'

Резу.пьтать:

измерений

микротвердости

приведеньт

на

рис.

соп'оставлении

равцовесной

диаграммой

состояния

алюми_

ний-медь.

14з

этого

рисунка

видно'

что

после

перехода

чере3

ли_

нию

ограниченной

растворимо-

сти

при

соответствующей

тем-

пературе

микротвердость

ос_

тается

постоянной

интервале

концентраций

=20Б

€ш, при_

чем <<площадка>

(интервал

концентраций

постоянно!'!

микротвердостью

кристаллов

твердого

раствора)

закономер-

но

сдвигается

вправо

повы_

11]ением

температурьт

соответ-

стви[1.с

ходом

кривой

ограни-

ченной

растворимости.

['осле

определен'ной

кон-

центрации микротвердость

кри_

сталлов

твердого

раствора

су-

щественно

возрастает.

А4икро-

скопический

ах+,алутз

сплавов

на

этом

участке

концентрациЁл

по_

казь]вает

гомогенность.

зерен

твердого

раствора

да)ке

пр|

ооль1пих

увеличениях

(х

1000).

Фднако

подъем

микротвер_

дости

кристаллов

твердого

рас_

твора

сплавов'

располага1о_

щихся

по составу'

на

этом

уча_

€тке концентраций

пель3я

счи-

тать

следствием пересь1щения'

так как

рентгенографитеский

ана-

лиз

сплавов'

располагающихся

в области

составов,

соответст-

вующих

<<площадке>)

и восходящей

ветви'кривой

зависимости

микротвердости

от

состава'

пока3ь1вает

одинаковое

3начение

периода

ре||]етки

твердого

раствора'

соответствующее

значению

для

раствора'

предельно

нась1щенного

при

Аанной

температуре.

3начения

предельной

растворимости

меди

алюминии

при

соот-

ветствующих

температурах'

полученнь]е

и3

рис.

5,6

по

переломашт

на и3отермах

микровердости,

хоро1шо

сов'падают

даннь]ми'

полученнь1ми

методом

рентгеноструктурного

анали3а. Ёа

осно-

вании

полученнь1х

даннь1х

мо}кно

заключить'

что подъем

микро-

1Ё

3аказ 1358

{

.в

*ч

6(п

$,,

246а

(ойерасаясл]

(оес.)

сц

Рис.

56.

3ависимость

микротвердости

кристаллов

твердого

раствора

от со_

става

сплавов

алюминий

медь'

3а_

каленнь|х

ра3лицных

температур:

данпы6

микротвордости;

дан_

анализа

|62

/т1акротвер0ость

металлов

как

мето0

фшзшко-хшмшпеско2о

аналц3а

твердости

кристаллов

твердого

раствора

двухфазньтх

сплавов

при

увеличении

содер}кания

легирующего

компонента

свя3ан

наличием

субмикроскопических

частиц

второй

фазьт,

г€т€!ог€н[.

3ирующих

зерна нась-|щенного

при

данной

температуре

твчрдого

раствора.

|!ри

этом

бь:ло отмечено,

нто

прининой

во!никновения

мицрогетерогенности

мох{ет

бьтть

не только

дендритная

кристал-

ли3ац|1я' но

такх(е

распад

нась!щенного

твердого

раствора

при

охла)кдении.

9исло

частиц

второй-

фазьт,

гётерогенизирующих

кристалльт

твердого

раствора

двухфазнь:х

сплавов'

независимо

от их про-

исхох{дения'

дол}к1{о

увеличиваться

с повь1!11ением

содерх(ания

второго

коп|понента.

Фчевидно' непосредственно

после

перехода

из

однофазной

области

двухфа3!{ую

колич'ество

частичек

вто-

рой

фазь:

не3начительно

до

йекоторой

предельной

концентРа-

ции

они не влияют

на микротвердость.

3тишп

мо>кет

бьтть

объяс_

нено

наличие <<площадки>>

на

и3отермах

микротвердости.

||осле

дости>кения

Ёекоторой

прёдельной

!сонцентрации'

отве_

чающей

образованию

своеобразного

<<каркаса>>'

микротвердость

начинает

резко

расти.

||одобньтй

механи3м

вл|тяния

структурьт

на

твердость

бьтл

описан

экспериментально

подтверх{ден

на

моделях

свинец-

ста*ьнь1е

1парики'.слцц9ц-пров,олока

работе

А.

А. Бонвара

Р. [.

|(озолуповой

[189].

1от

факт,

что

даннь1е

по

растворимости

меди

алюм|1н|т|1;

полученнь|е

и3 кривьтх'

приведеннь1х

на

рис.

56, хорош:о

согласу-

ются

с полученньтми

ранее

даннь]ми

(см.

[73,

74]),

указьтвает

на

то'

что

да}(е

при

микрогетер0генности

кристаллах

твердого

1)а-

створа

двухфазньтх сллавов

мох(но

определить

полох<енйя

грани-

т1ь1

перехода

из однофазной

области

диаграммь1

состояния

двух_

фазную.

Ёа

основании

полученнь1х

дант{ых

следует

полагать'

что

во3_

мо)кнь1

т'ру!

в|4да

кривь]х

зависи}1ости

микротвердости

Ф?

€Ф818.

ча

л9ух-ф.а3нь1х сплаво^в

(9цс.

57),

отвенающих

случаям'

когда

1-_нч(р)

Ё,(о)

;

2_'!]р(р)

;

Ё1*(с);

3-н]!р|

{'н-с0'

б первом

случае

микротвердость

кристаллов

твердого

рас.

твора

лву.хфазньлх

сплавов

дол}кна

во3растать

уЁелинением

содерх<ания

второго

компонента'

во

втором

оставаться

прак_

тически

неизменной'

третьем

падат1.

|1роведеннь|е

даль-

нейтшем

экспериментальнь:е

работь:

подтвердили

справедливость

последнего.

3 аключения.

работе

[67]

бьтли

исследовань1

концентрационнь1е

зависи_

мости

микротвердости

кристаллов

твердого

раствора

системах

кадмии

олово'

кадмий

висмут'

алюминий

креплний

алю:

миний

цинк.

9казаннь|е системь]

бьтли

вьтбрань1

для

исследования

потому'

что

первьтх

двух микротвердость

второй

фазьт

меньше'

чем

!4шкроеетероеен1вацця

кр11сталлов

твер0оео

расгворс!

сплавах 163

микротвердость

кристаллов твердого

раствора'

а в

двух

других

системах

наоборот.

(роме

того, вь:бор

первь|х

двух

систем

определился

такх(е

тем'

что

существ'ование областей тверАьлх

растворов

на основё

кадмия

этих системах

бьтло спорньтм. €истема

кадмий-вис-

мут

унебни,ках.

монографиях

.приводится

в качестве

одного

и3 немногих

классических приме_

ров

металлических

систем с

прак-

тическим

отсутствием

взаимной

растворимости

компонентов в

твердом

состоянии. в системе

кадмий

олово

растворимость

олова

в кадмии

так)ке

считалась

весьма незначительной

(менее

0,25010). Фднако в системах

кад-

мий

олово и кадмий

висмут

эвтектических

сплавов прояв_

ляется необь:чайно

вь1сокая

пла-

стичность'

которую объясняют

астворноосадительнь11\,[|{

||!Ф|{€€+

сами на границе

фаз

твердьтх

рас-

тв0ров. Асходя

из этого'

||.

|1'

Ёовиков

[66]

исследовал

твер-

дость

сплавов этих систем

в твер-

дом

и твердо_х{идком

состоянии

о6нарух<ил,

3начительную

рас-

творимость

висмута

и олова в

кадмии. Ёа это

ука3ь|вается

так)ке

работе

Б. ||. [-!ишокина

и Б.

А. Агеевой

[190],

которьте об-

нарух{или перелом

на и3отер[{е

твердости.

Аля

исследования

6ьтли

приг0товлень1

сплавь|

кадмтай

оло.

во и

кадмий-висмут

содер)канием

0,5;

1; 2:3:4;5;6;7

"]0%

(вес.)

второго

компонента'

а так>ке сплавьт

алюминия

содер)канием 2;4;6;

10;

12;

15;18;

20; 22 и 30о/9

(вес.)

цинка

г:

0,05; 0,5; 0,8; \,5;2;3;

5;6;7:8 и 10о/9

(вес.)

кремния!.

€плавьт

&.||1Фминий

кремний

готовили

корундизовь!х,

'Р

остальнь1е

графитовь1х

тиглях под

слоем

древесного

угля

отливали

чугунную изло)кницу.

€плавь:

на

основе кадмия

бь!_

/ти

продеформировань:

на 30%' ото)к}кень|

при 130'

в течени9

150

час. и охлаждень| с печью.

|1оверхностнь:й наклепаннь:й

сло[

на ш:лифах

у!,аляли

кратковременнь|м

от)!(игом

с послед)',ющи+,|

травлением

5%-ном

спиртовом

р1створе

а3отной

кисйоть: й

удалением

продуктов травления (см'

главу

третью).

.[!.л:я

по-

ётроения

и3отерм микротвердости

ука3аннь|е

серии

сплавов

11{'

н}

ё'с

а'

1700

|30"

\о

#Ё

|2а

\44

}

,за

Ёзо

;

с424610

соаср3са''цс-

'|сс-,

'0в|

€

4о

а2

16'

А[6121в24

(о0ерасанае,

(аес)

30ь

2+68

?о0еросанае,

(#)

о2

Рис. 58. 3ависимости

микротвердости

кристаллов

твердого

раст-

вора

от состава сплавов:

_8п;

_са

81;

в_А1_5п;

а_А!

\40

\,,

$,,

8:э

{:о

40о

-Ё

300

225

!т1шкроеетероеен!13ацця

крцсталлов твер0оео

роствора

в-

спловах

165

последователь!1о,закаливали

температур

100'

130

и 170'

(пос-

ледняя только

для

системьт кадмий

олово)

после

вь|дер}кки в

течение

соответственн9 100,

и 50

час.

][етодика

подготовки

образшов

сплавов ал:оминий

цинк

алюминий

кремний

аналогична

описанной

вы1пе

для

оплавов

алюминий

медь.

9тобь: построить изотермы при

500"

для

системьт алюминий_

кремний

при

200'для системь|

алюминий-цинк' серии

спла"

вов

бь:ли

3акалень1

ука3а,ннь1х

температур

воде

после вь1"

дер)кки

при

указаннь|х

температурах в

течение

соответственно

и 60

час.

||осле

описанной

обработки

измеряли

микротвердоёть.

Ре-

тАБлицА

3ультать]

измерений приведень|

Расповорнлоспь

о!ова

вцс14цпа

на

рис.

58, с в виде кривь|х за-

в каомцш

в 1пвероо!14 сос,поянцц

висимости микротвердости

кристаллов

твердого

раствора

от

состава сплава. ||олунен_

ные

из этих графиков

3начения

растворимости

олова

и висму-

та

в кадмии приводятся |]

та6л. 32.

||с|строенньте на

основании

этих

даннь|х

кривь|е ограни-

ченной

растворимости

соответ_

ственно олова

висмута

в кадмии

'приводятся

на

рис.

{арактер

3ависимостей

микрогвердости

кристаллов твердо-

го

раствора

от

состава сплавов в исследован,ных системах

(рис'

58)'подтверх(дает

правильность типовых зависимостей,

схематически показа,ннь|х

на

рие.

57.

3то

мо>кет

слу}кить под.

твер)кдением

т'ого'

что зерна

твердого

раствора'

ка}*(ущиеся

гон

могённь1ми

при

микроскопичееком анализе'

на

сащом

А0л€

им€-

ют

более

сло>кное внутреннее строение'

отдичающееся

микро-

гетерогенностью.

Ёоризонтальнь:й

участок

(<<площадка>)

па

соо,тветс?вующ1!х

кривь|х

плавньтй характер перехода

от площадки к подъему

\]'ли

сладу

г|а

этих

кривь|х

показь|вает'

что

частинки

второй

фа-

зь|'

залегающие

внутри

!€€.т1€АФв?;[нь1х криеталлов твердФгФ

!8ёс

тв,ора'

начинают

оказь1вать

упрочняющее

или

разупрочняющее

действие

только

после

того'

как

образуются

достаточном

ко_

личестве.

'с

6одерхсавие

олова

(вес.)

4,15

2,10

1,00

0,35

€одержание

висмута

(вес.)

\:7о

130

100

п!осле

л!'а_

[66],

с ко-

8ылер>кка ст1лавов

'алломиний_цинк

пр:и

2Ф'

!производилась

гРева

до

Ф0' и

:медпенн|опо охла)кдФ}]|{9

8 ;г|89Б1Ф

до

2ф'.

,/|'ин'и'и

'оолидус

1'анесень|

по

дат*ным

р,аболы

11. й' Ё!ов:лсова

т0рой

хорошдо согласую.тся

результаты

работы

[67].

166

йшкротвер0ос!ь

!'|еталлов как

метоо

фшзшко-хшма;шескоео

анолц3а'

Результатьт

определения

растворимости

кремния

|цинка

алюминии

при

соответствующих

температурах' полученнь|е при

наличии

микрогетерогенности

в кристаллах твердого

раствора

двухфазнь:х

сплавов'

так

}ке

как

случае

сплавов

алюми-

н,ий-медь,

х0ро1по согласуются 'с

|ре3ультатами

ранее

вь1пол-

не[]}]ь|х исследований.

?аким образом,

микрогетерогенность не препятствует

пра-

вильному

определонию

растворимости

с помощью

метода

микро-

твердости.

(а:к

показь1вает

опь|т'

для

уничто}кения

влияния

}1икрогетероген|ности

на микротвердость

кристаллов

твердого

раствора

Ав}хфа3нь]х

сплавах

необходима

весьма

длительная

гомогени3а11ия.

Ёа

рис.

59 в качестве

примера

приведена

3ависи-

мость микротвердости кри-

сталлов твердого

раствора

от

времени

гомогени3ации

при 400" сплава

алюминия

с 80/о

€ц.

йз

этого

рисунка

видно' что

для

полного

уни-

чтох(ения микрогетерФ|

€Ё[1Ф:

сти в зернах твердого

рас-

твора.указанньтй

сплав при

400' нух{но

гомогенизиро-

вать

более

600 час. Б связи

умень|пением

скорости

диффузии

при

более

низких

температурах

требуется

еще боль_

|!]ее

время. Ёа

рис.

60 в сопоставлении

равновесной

диаграм-

мой

состояния

алюминий _

медь

(рис.

60, в) приводятся

зави-

симости

микротвердости

кристаллов твердого

раствора

от

соста-

ва сплава'

полученнь|е

на

одной и той )ке серии

образцов,

но

различнь|м

временем

гомогени3ации

при

40'0'.

(ак

видно и3

этого

рису}1ка'

в системе

алюп:иний

медь после 50

(рис.

60, с) и

по-

сле 650

час, гомоРе! и3ации

(рис.

60,

б) характер

зависимостей

микротвердости

твердого

раствора

от состава

на

участке

кон-

шентраший,' соответствующем

двухфазной

области

диаграммьт

состояния'

существенно

различен.

Фднако

результат

определе-

вия

растворимости

в первом

случае такой

)ке'

как и

во втором

(тонки

@1 А

на

рис.

60,

а, б).

\ак

следует

из

рис.

56 и

53,

интервал

концентраций

посто-

янц{ои

микротвердостью

кристаллов

твердого

раствора

после

]1ерехода

из однофазной

области

диаграммь1

двухфазную

ло-

статочно

велик

и соответствующие

переломь|

на

кривьтх

про:

являются

вполне

10тчетливо'

чтобьт

определить границу

нась|-

щения.

Ё'

{

200

6ремя

600

70о

Рис.

59.

3ависимость

микротвердости

кристаллов твфдого

раствора

оплаве

алюминия с 80/6

6ш от

времени

гомогонизащии

при 4Ф'

300

400

500

0п)нц?а

чос'

}

Рис. 60. 3ависимость

микротвердоет}|

кристаллов

твердого

раствора

от со_

става сплава в системе

алюминий

медь

2468

(о1ерасантсе,

|гвес )

с'

.{ь

ну(0'ну(а)

н!(р>нА(Ф)

61.

<Реальньпе>

диаграммы

микротвердость

состав

для

некоторь|х

случаев взаимодействия компонентов

Рис.

168

74шкротвер0ость

металлов

как'мето0

фшзшко-хшмшиескоео

аналц3а

связи

этим авторами

бьтли

предло)кень|

<<реальнь|е>

диа-

гра,ммь1

состав

микротвердость'

учитьтвающие

явление микро-

гетерогенизации

твердого

раствора

лвухфа3нь|х

сплавах

[64,

65].

Ёа

рис.

приведеньт

эти

диатрауйь:'лля некотор&х

слу1

чаев

взаимодействия

компонентов.

}читьтвая

эти

диаграммьт,

:тет необходимости

проводить

отх{иг

в течение

больтлих

проме-

'{утков

времени

целью

получения

теоретических

3ависимо'

стей,

при,веденнь1х

на

рис.

13.

!,остаточно

вести

исследование

вблизи

л|4ни\4

ограниченной

растворимости

лвухфазной об-

ласти'

что

всегда

возмо>кно'

поскольку

приблизительное

поло_

х<ение

этой

линии намечается

уже

после

предварительного

микроскщ1и'ческого

и'сследования

одних

и тех

>ке

образцов.

|1ри_

менение

ука3аннь]х

,схем

вполне

оправдано

точки

3рения

равновесия'

так как

кристалль1

твердого

раствор,а

с]пла,вах'

Ра'9||Фл1гающихся

по составу

двухфа3но,й области

диаграммь|

состояния'

после

сравнительно

кратковременного

отх{ига

ста_

новятс'!

нась|щеннь|ми,

а необьтчнь:й

ход

кривь1х

зависимости

микротвердости

их

от состава

объясняется

особьтм

структурнь11\,!

распределением

второй

фазьт,

общее

количество

которой,'

оне-

видно'

долх<но

определяться

по

правилу

рь]чага.

двА

мвхАни3мА

микРогвтвР0гвни3

Ации

кРистАлл0в

тввРдого

РАствоРА

двухФА3нь|х

сплАвАх

Результатьт

измерений

микротверд0с?и

3€!€н

твердого

рас'

твора^в

двухфазньтх

сплавах

системьт

алюйиний-'цинк

!см"

рис.

58, в)

показьтвают'

что

характер

кривь|х

микротвердость_

€Ф€?38^1&(ой

>ке,

как

в системе

айюминий-'кремний

(см.

рис.

58,

а),

хотя

в первом

случае

гетерогени3ация

кристаллов

твердого

раствора

вследствие

кристаллизации

бьтла

искл|очена.

следовательно'

частинки

второй

фазь:, усло}!(няющие

строение

3ерна.

твердого

раствора

двухфазньтх

сплавов

системе

алк).

миний

цинк

ей подобных,

'обра,зуются

в процессе

охлах<де_

ния

ре3ультате

рас]пада

твердого

!&€18@!3,

т. е.

обьтчного

ста<

рения.

двойньтх системах'

аналогичньтх

системе

алюминий

крем.

ний,

сцроение

зерна

твчрдого

раствора

двухфазнь|х

оплавах

услох{1няется'

кроме

тогю'

еще

гетероген{ностью

второ[@

|!Ф-

рядАа,

образующейся

процессе

Аендрц1"';

'р'..''л''.аш'".

1аким

ооразом'

гетерогени3ация

зерен

твердого

раствора

двухфазнь|х сплавах

мо}кет

происходить

результате

вь{де.

ления

'субмикроскопических

частичек

второй

ф''й

йрй

о"ла>к_

дении

твердом

состоянии

связи

с соо1тветствуюшйм

измене-

нием

растворимости

(условно

назоРем

его

первь:й

,р"ш..!;,

а такх{е

в'

ре3ультате

их

вь1деления

в ме)к,(}@:€нйх

проётрапст-

вах

дендритов

твердого

раствора'

процеосе

первичной

кристал-

А4шкроеетероеенш3ацця

крцсталлов

твер0оео

раствора

сп./.авах

169

ли3ации (второй

прошесс).

конечном

итоге

3ерно

твердого

раствора

двухфазнь:х

сплавов

ока3ь1вается

гетерогеЁ!!3|1!ФБ6Ёе

нь|м

частицами'

имеющими

ра3личное

происхо>кдение.

]{о>кно

полагать'

что частиць|

возник|'шие

процессе

кристалли3ацп|\'

!глхт

более

устойнивьтм|1

пр\4

длитейьной

т'ерйинеской

обра1.

ботке

смогут

дольтше

сохраниться'

чем

частиць1'

во3ник1|]ие

в процессе

раепа=

н/1

да

1вердого

раствора.

во

время

длительттой

вь1дер}кки

при

ловь11пеннь]х

температурах

субмикро.

скопические

частиць|

второй

фазьт

мо-

гут

коагулировать'

что'

очевидЁФ,

!,Ф.т|.

)кно

привести

устранению

их

вл\4я-

ну\я

на

микротвердость

кристаллов

твердого

раствора.

Бсли

рассмотреть

совместное

влия-

ние

ре3ультатов

двух

процессов

м!1к_

рогетероге}{изации

кристаллов

твердо_

го

раствора

двухфазных

сплавов

на

характер

зависимостей

микротвер_

дость

состав'

то

пре}кде

всего

м0х{.

но

отметить'

что

в тех

системах'

ко_

торь!х

растворимость

очень

мала

пл:17

>ке

мало

3ависит от

температурь1|

пер-

1а

вь:й

процесс

гетерогени3ации

твердо!о

||ри

проявлении

влиян||я

обоих

Рис.

62. )(арактер

3ависи!1о-

процессов

микрогетерогени3ации

кри-

сти

микротвердостй'1 кРи'

вь1е

микротверАость

состав

долх(нь1

сталлов твердого

раствора

иметь

вид

крйвол

(плп

51,-.й;;;;.

_ы""111:"#:ъ];

"".

чески

показанной

на

рис.

62,

а. |)3доб-

ханизмов

микрогетеФогениза'

нь]е

кривь]"

,''у,'й{.;'

;;Ёйй;:;;- ::1:""я

"'].:'Ё;""..',т.ъ1,:ъъ1;

гда'

когда

зремя

гомогени3ации

доста-

"" ""т;;""?,"т;;;",,#"_

,,*"'

тонно, чтобьт

тверАь:й

раствор

стал

на_

сь1|т{еннь|м

при

соответствующей

температуре'

но недостаточно'

чтобь: про11]ла

коагуляция

субмикроскопических

частиц

второЁт

фазьт,

гетерогени3ирую1т(их

з|:рно твердого

раствора

л"у*ф''-

ньтх.сплавах.

3а

этот

х(е период

сплавь1'

располагающиеся

по

составу

ле.

вее

точки

преде/|ьного

нась|щения

при

данной

температуре'

которь1х

вторая

фаза

появилась

как

ёледствие

дендритной'л|дй

вации'

долх(нь|

стать

однофазнь:ми.

} сплавов,

располагайщихся

по

составу

правее

точки

(рис.

62),

общая йикрогетерогенизация

определится,(в}мя

!ас.

сматриваемыми

процессами'

причем

с повь|1|]ением

температурь|

ас,-!

|^,'А

[1]::-1-2

}|]-\'8

с']*-**,

170

!т|шкротвер0ость

ме1аллов

кок мето0

фшзшко'хшмшс+ескоео

аналц3а

закалки относительное

влияние

первого

процесса

умень1шается'

так

как при

этом

ра3ность

конце1{траций

нась1щенного

твердого

раствора

при

температуре

образования

эвтектики

и темпера-

туре закалки

умень|пается.

Бсли

сплавь|

подвергнуть

гомогони3ации

при температуре

фис.

62) в

течение

времени,

достаточного

для

того'

чтобь]

про1пла

коагуляция

субмикроскопических

частиц второ'й

фазь.|'

то

кривая

микротвердость

состав

булет

иметь

вид

кривой,

пока3анной

на

рис.

62,

б.

9тобы

зафиксировать

состояние'

прт1

котором 3ерна

твер-

дого

раствора

всех

двухфазньтх

сплавов

имеют

микрогетероген-

ность, образовавтпуюся

только вследствие

процесса вь|деления

частиц второй

фазьт

из

ре1петки

твердого

раствора

при охла}к-

дении

от температурь:

до

(рис.62),

ну>кно

после

цредвари_

тельной

длительной

гомогени3а;(ии

(достаточной

для

уничтох(е-

ния всякой

микро'гетерогенности)

лри 12

нагреть

эти

сплавьт

/[Ф

11,

А21ь

такую

вь|дер}кку'

чтобьт концентрация твердого

рас-

твора

стала

равной

о1]

33тем сп.павьт необходимо охладить

до

[э

и после

некоторой

вь1дер}кки при

этой температуре

3акалить.

Бсли

этом случае

ра3ность

А6:

насьт|]1енного

твердого

рас-

твора

при температурах

!т

!у

больтпе количества,

второго ком-

понента

А6,

необходимого

Аля

образования

такой

массы ча'

стиц'

ко'торая ска,3ь|вается

на микротвердости'

т. е.

€т:

&т-

а")

А'€'

то

['а

соответстБующей

кривой микротвердость

(е)

-состав

после перехода из однофазной области

двухфазную

вслед за

<<площадкой>>

дол>кен

бь:ть

подъем

(или

падетлие)

||ри этом с

повь|1пением содер>кания

второго компонента

микротвердость

дол)кна

и3меняться, очевидно' только

в области составов левее

1Ф9(й 41,

после

которой количество частиц

второй

фазьт

не

дол>кно

и3меняться'

связи

чем

микротвердость кристаллов

с-фазьт

дол)кна

оставаться

постоянной,

равной

микротвердости

кристаллов

этой

фазьт

сплаве тс €Ф!,е!жани€1\,|

(0/о)

второго

компо,нента.

Бсли

А61

^с,

то в

этом случае

частиц второй

фазь:,

обра'

умень1пением

соответствующей

концентрации нась|щен|4{

Фт

умень1пением

соответствуюшей концентрации нась|щения от

а|

12, булет

мало

и'они не

ока)кут

вл||яния

на микротв9рдость

кристаллов

с_фазьт

двухфазнь1х

сплавах.

таких

случаях

после

соответствую:цей повторной

те!мо"

обработки

дол}{нь1

наблюдаться

зависимости'

подобньте

приве-

дейт+ой

на

рис.

60, б

(см.

стр. 167).

.[|ля

экспериментальной

проверки изло}кенньтх

полох<ений

один

из

авторов

совместно

А. |(орольковьтм

исследовал

се-

рию

сплавов

системь1

алюминий

медь

[191].

9та

система

9доб_

на тем'

что

растворимость

меди в

алюминии от

комнатной

тем-

1|!шкроеетероеенц3ацшя

крцсталлов

твер0оао

раствора

сплавах

171

'пературьт

примерно

до

300'

меняется мало' а 1три

дальней!пем

увеличении

ре3ко

во3растает. Р1з

рис.

66 слелует'

что величина

площадки А6

на и3отермах микротвердости составляет

около

2о7.

(ш'

1аким образом,

условие

А6:

}

А6

в системе

алюминий

м|едь

легко- вь1полняется.

Бьтли

приготовлень| сплавь1

алюминия с содер}канием

0,5;

|,5;

2;3;

5; 6;

10; 15; 20

25оБ

(у.

}1етодика

приго1'овления

сплавов

и исходньте

материальт

ана-

логичнь!

описаннь|м

предь1дущем параграфе.

дальней:шем

бьтла произведена

термичоская обработка

сплавов

по описаннор]

вь|1|]е

схеме.

|1олуненньте

слитки весом 100 а

ка>кдьтй

леформировали

на

20-30у0

готовили

и3 них

микрогплифь|'

которь|е затем от}ки-

гали при

500'в

течение 10

час. с

целью

удаления

последствий

дендритной

л11ква\\|1и.0невиано, в

таком

случае прирост микро-

твердости 3а счет кристаллизационной

микрогетерогенности в

какой-то мере

у1у1ень1пился'

однако'

как

бьтло

пока3а;но в п.

данной

главь1' этого времени

далеко

недостаточ1но, чтобь| про.

1шла коагуляция частиц'

создающих

микрогетероген!1ость.

||осле

этого

сплавь1 охла}кдал\4 с печью

до

400', вь|дер}ки.

вали

течоние

час. и 3акаливали

воде.

Ёа полуне[{ЁБ|)(

1!1:

ким путем образшах

и3'меряли микротвердость. Результать1

из.

мерёний

приведень|

на

рис.

60,

а. 14з этого

рисунка

видно'

что

зависимость

микротвердости

кристаллов

твердого

раствора

от

состава сплавов

является

типичной

кривой такого

рода'

харак-

тери3ующей

микрогетероген!но'сть в 3ернах твердого

раствора

двухфа,зньтх

сплавов.

||осле

построения

указанной

зависимо,сти

образцьт

сплавов

бьтли подвергнуть1

непрерь1вной

длительной

гомогени3ации в

те-

чение

650 час.

при температуре

400'

целью

уничто'(ить

влия-

ние микро'гетерогенности

за

счет коагуляцп|4

частиц

6!А12

при

указанной

температуре.

||о

пр01|]ествии

этого

времени

образшьт

6ьтли закалень!

воде и

на них после соответствующей

обра-

ботки

поверхности

измерена

микротвердость.

Результать1 изме-|

рений,

приведеннь1е

на

рис,

в0,

б,

свидетельствуют

о том' что

ре3ультате

длительной

г0могени3ации

микргетерогенность

зернах

твердого

раствора

бь:ла

унинто}кена.

||олуненная при

этом

зависип{ость

микротвердости кристаллов твердо'го

раство.

ра

от

еостава

сплавов соответствует

теоретичеекой

3ависимости.

Фдна серия

образ:{ов

после

указанной

обработки бьтла по,м6.

щена

в печь'

нагрета

до

540",

вь:дерх{ана

при

этой тепппературе

50 час. и

медленно

охла}кдена

до

400',

вь:дерх<ана

в течение

час.

и закалона

в воде'

другая

серия про1пла а1{алогичную

обработку

при

температурах 500 и

300" и так}ке бьтла закалена

воде. ||осле

этого

на обеих сериях

сплавов' обработанньтх

описаннь1м

путем'

бьтла

изме;;)ена микротвердость.

|72

!{икротвер0ость

металлов

как

мето0

фшзако-хшмивескоео

аналц3а

Результатьт

и3мерений

(средние

из 15

3амеров)'

приведенные

на

рис.

,оопо'ставлении

рав,н1овеоной

диаграммой

состоя.

!1ия алюминий- медь'

полностью

подтвер)кдают

намеченную

вь]1пе

схему

и3-менения микротвердости

после

соответствующей

термической обработки.

Фтни

свидетельствуют

такх{е

том'

что

такая

обработка

(нагрев

и медлен}1ое

охла)кдение)

образшов,

'!:[

А1

206о

[о0еросанае,

%|вес)

Рис.

63. 3ависимость

микротвердости

кристал_

лов

твердого

раств0ра

от

состава сплавов

А1-€ц

при проявлении

только одного

меха_

т!и3ма,микрогетерогени3ации'

вь!3ванного

рас_

падом

твердого

рафвора:

при охла}'(дении

от 550

до

4ф";

при ох.

лаждении

от

500

до

300"

про1пед|пих

предварительную

весьма

длительную

гомогениза_

цию'

приводит

проявлению

только одного

механи3ма

микро-

гетерогени3ации

кристаллов

твердого

раствора'

свя3анного

вь|делением

субмикроскопических

частий

вто!ой

фазь:

из

его

ре1петки

результате

умень|шения

растворимости

п!и

пони>к€.

нии

температурь1.

1аким

цутем

мо}|{но

наблюдать

явление

.:и_

стом виде

установить

относительное

вл}!яние

обоих

механиз4

мов во3никновения

микрогетерогенности

первичнь|х

кристал.

лах^твердого

раствора

двухфазнь|х сплаво,в.

Фневидно,

этих

сплавов

прирост

микротвердости

зерен

твердого

раствора'

по

сравнению

равновес,ным

значением

ее'

булет складь|ваться

и3

двух

величин!

АР.:

^н;+

^н;,

{

}т1шкроеетероеенц3ацця

крцсталлов

твер0оао

ррствора

сплавах 173

где

^11;

прирост

тмик!отве!дости

за

'счет

микро]гетероген-

ности

кристаллизацио!{ного происхождения или

ге-

терогенности

второго

порядка;

^н;

прирост

микротвердости за

счет

микрогетероген-

ности'

являющейся

следствием

распада

твердого

раствора

при

охла)кдении

связи с

,соответствую_

щим

умень|'пением растворимости.

Бсли сравнить

кривь]е

3ависимости

микротвердости

кристал-

л0в твердого

раствора

от

состава

сплавов'

приведеннь!е

на

рис.

60, а и 63, то

нетрудно

видеть' что

сплава,

содер}кащего

около

5,6%'(ш, АР'

:0,аусплавас{50/о

€ш

при

400"

^н;

^н:'

:20

к[

|мм2,

оплавов с содер>*(анием боль:ше

150/9

€ш

р'

при

4,00'

преобладает

гетерогенноеть

второго порядка'

спла-

вов

мень1шим содер)канием

меди больш:,ее влияние

оказь|вает

микрогетерогенность'

д3д9р{т1?9,€я следствием

распада

твердого

раствора.

Ёа

основании

приведеннь|х'

даннь|х

мо)кно

считать

оконча_

тельн'о

доказаннь|м

наличие

двух

механи3мов

при образовании

т|!икрогетерогенности

кристаллах

твердого

раствора

лвухфаз-

ЁБ)( €||]'|&8ФБ.

влияниР,

скоРости охлАждвния

нА

ввличину

микРотввРдости

гвтвРогвни3иРовАннь1х

кРистАллов

тввРдого

РАствоРА

двухФАзнь1х

сплАвов

|'етерогенность

второго

порядка' являющаяся

следствием

дендритной

кристалли3ации' так }ке' как

и микронеоднородность

ликвацион|ного

происхо)кдония,

долх(на

3ависеть от скорости

охла)кдения'

которая оказь]вает

ре1|]ающее

влияние на

форми_

рование

того

или

и}{ого характера

структуры. Б связи

с этим

н.

[лаголева

и 3.

.]!1.

|лазов

исследовали

влияние

скорости

охла>*(дения

на

характер

ко,нцентрационнь|х

зависимостей микро-

твердости

кристаллов

твердого

раствора

двухфазньтх

сплавов

системах

алюмипний

медь и алюминий

кремний.

Бьци приготовлехтьт

двой:нь:е

сплавы

алюминия

содерх(а-

нием

2, 4,

6 и 3оА

(вес.)

соответствснно

.меди

и кремния.

(ри-

сталли3ация

сплавов

прои3водилась

разлинной

скоростью.

.[,ля

ках{дого образша на

регистрирующем

приборе 3апись|валась

кри,вая охла}кдения' по которой вь:нисляли

скцр'ость

охла>*(де_

ния

интервале

кристаллизации.

|[ри

овень

вь|соких

скоростях охлах{дения

скорость

охла)к-

дет|ия

бь:ла

оценена

прибли}кенно.

3та

р,абота

опубликова'ньт.

бьтла

:выполнена

'в

1957-1958

гг',

р€3ультаты

ее :те

были

*72

е-''о

Ё60

[е

Б'.

4в

174

!т1шкротвер0ость

металлов как мето0

фшзшко-хшмшпеско?о

анал!13а

€плавьт, 3акристалли3ованнь1е

различной

скоростью, бь:ли

продеформировань1

на 20-309о и 0то)к)|{ень|

при

400"

течение

!00

час.

(вьтт'те бь:ло показано' что

этого времени

недостаточно

для

ликвидации

микрогетерогенности)

3акалень|

указанной

температурь1 в

воде.

3атем после

соответствующей

подготовки

поверхности

(ом.

третью

главу)

бь:лд измерена

микротвер{

дость

Ра

рис.

Ф, а

*т

б привелень1

результать1

этих

измерений

(как

срелние и3

20-25

замеров)

виде

3ависимостей микро-

твердости

кристаллов

твердого

раствора

от состава

сплавов алю_

миний

медь

алюминий

кремний. |4'з

этих

рисунков

вид-

А1

24681031

€о0ерусцнце-

%гоес)

а6:

Р ис.

64. 3 а виси мость

"'}|

";"..",*т:1"*,"ъ;.'""в

тв ердого

ас}вор

А1'_

€ш; 6

А1

51; екорости охла'{дения

при

кристаллиза-

ции,

щад/сек:

о_0,02;

А_0,5;

!-2; )(

_20;

_во;

й_

1;80;

|-4ф

,',

'''

характер

указаннь1х

3ависимостей сушественно

зависит

от

скорости

охла)кдения.

[лавшьтм

образом это

определяется

и3менениями_микротвердости

сплавов

4,6

3}9 легирующего

компонента.

}1икротвердость

)ке

сплавов е 27о

меАи илй

крем_

ния

после

указанной

термообработки

о'стается

практически

на

одном

уровне]'

которьтй (как

это

нетрудно

оп-ределить из

гра-

с!и'ков,

приведеннь]х

на

рис.

56 и

53,-а) опре[еляется

предель-

ной

растворимостью

соответственно

меди

и крем,ния

при

темпе-

ратуре

400".

Ёа

рис.

65,

а,

б приведень|

3ависимости микротвё!АФсти

к!}|-

сталлов

твердого

раствора

от

скорости охла)кдения

для

ка}кдо-

го

из

исследованнь1х

сплавов.

Аз этих

рисунков

видно'

т!тФ

}:ка.

2+68сцА!

[ферусанце

у.(

вес

)

Блияние

;ёта,Рен'ия

пРй

измерялась непосредст1венно

зт.ом

'было

й,оключег|о

тем' цто

й:}1(!т0180!!Ф,9тБ

после закалки.

,у

(

--*

/т1шкроеетероеенц3ацця

крцсталлов твер0оео

раствора

в сплавах

\75

занньте

зависимости

опись|ваются

кривьтми

максимумом'

по-

лох{ение которого слабо зависит от

скорости

охла}кдения.

1акой

характер

3ависимости

микротвердости

кристаллов

твердого

раствора

двухфазнь:х

сплавов от скорости

охла}кдения

*ас

с'

Ё',

$+в

*ла

Ё,,

$',

80ь

50 |0о

!50

200

250

3ш

6п0р0спь

0х!ан0енал,

ер0

/сск

350

400

Рис. 65.

зации

на

!00

'50

200

250 300 0б0

Ф0

ё поросп

охл

а я0е

я,

эРа

0/сеа

'о

8лияние скорости

охла)кдения при

кристалли-

микротвердость

кристаллов твердого

раствора

лвухфазных сплавов

ра3ного

состава:

а_А1._€о;6

_А1_5!;

_80/о;

60/о; 0

40/о;

2оь

связан'

по-видимому'

с соответствующими

изменениями харак-

тера и степени

их микрогетерогенизации.

Рсли

исходить

из механизма

образования микрогетероген-

1|ости в процессе

кристалли3А\\\4Ат то мох(но 3аключить'

что

микрогетерогенность

кристаллизационного

происхо}кдения

первую

очередь

долх(на

бьтть связана

со степенью

ра3ветвлен-

ъ-

-г

{

176

!ь4шкротвер0ость'

металлов

как

мето0

фшзшко-хшмшпеско2о

аналц3а

ности

4{ендритов.

9ем

больгпе,степень

разветвленности

дендритов'

тем

больгпей степени

долх(на

бьтть

развита

микрогетерогенность

и'

следовательно'

тем

сильнее

это

долх(но

сказаться

на величине

микротвердости.

Б связи

с этим авторь1

раоомотрели

влияние

скорости

охлах(-

дения

сплавах

ра3личного

со,става

на

степень

ра3]ветвленности

дендритнь|х

форм'роста

кристаллов

учетом

двух

возмох(нь|х

типов взаимодействия

компонентов

[192].

||ри

этой

авторь|

опи.

рались

на

представления-о

безлиффузионйой

кристалйизашии

сплавов-'

ра3вить|е

А.

||оповым*[177-]

на

оонова!нии

теории

бездифф}зионнь|х

превращений

[. Б.

(урдюмо"а

[193_-195].'

(ак

известно'

о|сновными

причинами'

по

которь|м

реальнь:й

процесс

образоваяия

кристаллов

происходит

путем

дендритной

кристалли3ации'

являются

неравномерное

распределение

гра_

диента

концет{трации

степени^

^пере_охлах{денйя

на

ра3нь|х

участках

растущего

кристалла

[196-19в].

г1а

основа|\и\4

анализа

процесса

кристалли3ации

твердь1х

растворов

при

различнь1х

скоростях

охла>кдения

бьтл

сделан

вьтвод

том' что

зависимость

ра3ветвленности

дендритов от ско-

рости

0хла)кдения мо)кет

проходить

чере3

максимум.

_А,]9рч

повторили

описанньпе

выгше

опь1ть1

н.'н.

[лаголевой

б. ]у|.

|ла3ова

на сплавах

алюминий-}1едь

и алюминий-

крем,ний,

а так}ке

вновь

иоследовали

зависимость

микротвер-

дости

кристаллов

твердого

раетвора

от

скорости

охла)кдег|ия

при

кристалли3ации

сплавов

алюминий-желе3о

ра3ного

со_

става.

||ри этом

бь:ли

г!олуче,нь|

кривь1е,

по

форм.-,

ББ,'.''е,,-

ному'поло)кению

максимумов

аналогичнь1е

приведеннь]м

на

рис.

65, и

на

основании

этого

сделайо

заключение

о том,

что

экспериментальнь]е.

д1ч1ь'е

укладь1ваются

рамки

теорети!1е-

ских

представлений

[192].

исслвдьвАнив

кинвтики

пвРвходА

квА3игомогвннь1х

кРистАллов

т1ввРдого

РАствоРА

двухФАзньтх

сплАвов

истинно

гомогвннов

состоянив

Б предьтдущих

параграфах

было

показано'

что

микрогетеро-

генность

крис,галлах

твердого

раствора

двухфазнь:х

сплавов

является

устойнивой..п8у^1ратцовременной

(2о-30

час.)

да>ке

довольно

длительной

(|90-150

-нас.)

гомогени3ации.при

повы-

1пеннь|х

температурах.

Аз

рис.

59 следует'

что.

для

полного

уничто>кения

микрогетерогенности

в кристаллах

твердого

рас_

твора сплава

алюминия

67о

€ц

необходимо

гомогени3ировать

более

600

час.

!,ля

вьтяснения

причин

устойнивости

микрогетерогенности

природь| процессов'

происходящих

в микро!етсро!енизирован-

нь1х

кристаллах

твердого

раствора

во

время

гом(/гени3ации

при

!|!шкроеетероеен1]3ацця

кр11сталлов

твер0оео

раствора

в спл('в('х

\77

повь|[пенньтх

температурах'

авторьт

подробно

исследовали

кине-

тику

перехода

ква3игомогеннь[х

кристаллов

твердого

раствора

двухфазньпх

сплавов

в истинно

гомогенное

состояние

[199].

Б качестве

объекта

исследования

бьтли

вьтбраньт_

двот!ньте

сплавь| меди

титаном

цирконием'

в которь!х

субмикроскопи_

ческие

час'гиць1

интерметаллических

соединений

6шз1|

(щ7с

кристаллах

твердого

раствора

существенно

влияют

на

величину

микротвердости.

|]оэтому

основнь1м методом

исследовану1я

к14-

нетики

перехода

квазигомогеннь|х

кристаллов

твердого

раство_

ра

в истинно

гомогенное

состоя|тие

бьтл избран

ме,год

и3мерения

микротвердости.

-1(инетику

исследовали

при

тету1пературах

850,

825,

800,

700 тц

600'

для

сплавов системь|

медь

титан-и

850,

825 и

800'

для

сплавов

системь|

ме.{,^ь1цирконий.

1емпература

регулирова-

лась

с точностью *3'.

Аля

насьтщения

собственно

с-твердого

раствора

литьте

об_

разць|

фтли предварительно

лефорйированы

на

5оуо и

терми-

нески

обработаньт.

Рех<им

термической

обработки

образшов

бьтл следующий

}|агрев

до

температуРы,

'€

. . 850 825

800 700

600

8ремя

вьцержки,

час.

18 20

50 100

|1осле

такой

обработки

бьтли произведень|

первьте измерения

микротверлости.

|*!оверхность

образшов

для

исследования

мик_

ротвердости

после

закалки

подготавливали

по методике'

описан-

ной

в третьей

главе.

|1оч'ги

во всех случаях

такая

сравнительно

краткочременная

гомогени3ашия

(16-20

час.

при тёмпературах

800-вь0.)

бо-

лее

длительная

(50-100

час. при

700-600')

не

привела

коа_

гуляции

коллоидного

раствора

€ш311

(тц7т

кристаллах

твер-

дого

раствора'

чем

свидетельствуют

более

вь1сокие

3начения

микротвердости

0'-кристаллов по

сравнению

равновеснь|ми

3начениями'

которь1е

долх(нь]

соответствовать

отсутствию

суб_

микроскопических

частиц.ука3аннь!х

вторь!х

фаз.

[ля

этого

по-

требовались

более

длительнь!е

вь:дер>кки.

Аля

иллюстрации

сказанного на

рис.

и 67

приведень1

зависимости

микротвер_

дости

кристаллов твердого

раствора

от

состава

сплава

рассмат_

риваемь|х

бинарньтх

систем'

соответствующие

двум

разлинньтм

температурам

закалк14.

|(ак следует

и3

приведенньтх

даннь|х'

у:15ротвердость

кристаллов

твердого

раствора

сплава

меди

!20|о

т|

после

двадцатичасовой

вь:дер>кки

при вьо и

600'

превь|_

1|]ает

равновеснь]е

зн.ачения'

полученньте'

соответственно'

после

ста_ и

пятисотчасовой

вьтдерх('ки

при

ука3аннь|х

температурах

на

и 70

к|

|мм2.

Бо в'сех

с!'|учая'х

3аказ 1358

3ака,'тка

г|!Фи38о,([.г!8€ь

охла)кдошием

воде'