Главная / Теория термической обработки металлов / Отжиг первого рода / Гомогенизационный отжиг / Неравновесный солидус в системах эвтектического и перитектического типа

Неравновесный солидус в системах эвтектического и перитектического типа

В системах эвтектического и перитектического типов дендритная ликвация приводит к более сильным (по сравнению со сплавами в непрерывном ряду твердых растворов) отклонениям структуры от равновесного состояния.

В малолегированных сплавах неравновесная кристаллизация протекает так же, как и в системе с непрерывным рядом твердых растворов. При ограниченной диффузии в твердой фазе затвердевание сплава Х1 заканчивается в точке с, когда средний состав твердого раствора совпадает с составом сплава.


Неравновесный солидус

Неравновесный солидус

Неравновесный солидус в системах эвтектического (а)
и перитектического (б) типа.


В более легированном сплаве Х2 средний состав твердого раствора при неравновесной кристаллизации изменяется по кривой df. Новым является то, что средний состав твердого раствора не попадает на фигуративную прямую (ординату) сплава выше эвтектической или перитектической температуры.

Равновесная кристаллизация сплава Х2 должна закончиться в точке t. В неравновесных условиях ниже температуры точки т в сплаве Х2 состав жидкого раствора изменяется вплоть до эвтектической (е) или перитектической (р) точки, а состав периферийного слоя первичных α-кристаллов — до точки а.

Следовательно, в сплаве Х2 закристаллизуется эвтектика или по перитектической реакции образуется фаза β. Неравновесная кристаллизация сплава Х2 заканчивается при температуре п.

Таким образом, в результате дендритной ликвации в сплаве, находящемся левее точки предельной растворимости (точки а), т. е. в области твердого раствора на диаграмме состояния, по эвтектической или перитектической реакции образуется неравновесная вторая фаза.

Концентрация, соответствующая точке k, является границей, правее которой в данных неравновесных условиях вторая фаза кристаллизуется из расплава. Между точками k и а проводят пунктир, являющийся продолжением эвтектической (перитектической) горизонтали за точку предельной растворимости.

Неравновесная кристаллизация в сплавах типа Х2 должна закончиться три температурах ниже пунктирной горизонтали, но степень переохлаждения в обычных условиях сравнительно невелика, и ею, можно пренебречь при определении температур конца равновесной кристаллизации по диаграмме состояния.

Если в сплаве в равновесных условиях должна образоваться вторая фаза, то в неравновесных условиях ее количество увеличивается. Например, в сплаве Х3 в равновесных условиях относительное весовое количество эвтектики определяется соотношением ао/ае, а в неравновесных условиях so/se (точка s определяет средний состав первичных кристаллов при эвтектической температуре для данной скорости охлаждения).

«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков

Сильный пережог изделий тонкого сечения из стали, меди и медных сплавов

Хорошо известен также сильный пережог изделий тонкого сечения из стали, меди и медных сплавов при чрезмерно высокой температуре или большой выдержке в окислительной атмосфере. Такой пережог вызван проникновением кислорода по границам зерен насквозь через все сечение изделия и образованием окислов на межзеренных границах: показатели пластичности при этом могут упасть до нуля. В совершенно иных условиях…

Процессы гомогенизации при отжиге с нагреванием выше точки неравновесного солидуса

Процессы гомогенизации при отжиге с нагреванием выше точки неравновесного солидуса идут гораздо быстрее, чем при обычном отжиге ниже солидуса. Например, у дуралюмина Д16 температура неравновесного солидуса равна примерно 508 °С, а равновесного — около 530 °С (при разных составах в пределах допусков для одной марки сплава значения температуры солидуса могут несколько различаться). Время растворения неравновесного…

Недостаток отжига с нагреванием выше температуры неравновесного солидуса

Основной недостаток отжига с нагреванием выше температуры неравновесного солидуса — значительно более быстрое развитие пористости. К причинам, вызывающим развитие пористости при обычном отжиге, здесь можно добавить еще и следующую (по Е. Д. Захарову). Твердый раствор на базе алюминия при быстрой кристаллизации слитка пересыщается водородом. Зависимость объемной доли Зависимость объемной доли пор V от продолжительности τ…

Гомогенизация с нагревом выше температуры неравновесного солидуса

В некоторых случаях степень гомогенизации, проводимой при температурах вблизи неравновесного солидуса, но ниже его, может оказаться недостаточной. Необходимая полнота гомогенизации при этом или вообще не достигается, или достигается при таких длительных выдержках, которые неприемлемы в производстве. Кроме того, всегда желательно сокращение времени гомогенизации. Поэтому весьма заманчива возможность проведения гомогенизационного отжига при температурах выше неравновесного солидуса….

Литые сплавы

Главное изменение свойств при гомогенизационном отжиге — повышение пластичности литого сплава. При выборе режима отжига слитка показатели пластичности следует измерять не при комнатной температуре, а при температуре первой операции горячей обработки давлением. Если, например, слитки сплава Д16 предназначены для прессования, то показатели пластичности следует определять при температуре прессования, равной 400 °С. Механические свойства фасонной отливки…