Распределение легирующего элемента

В литых сплавах типа Х2 на рисунке, а количество (неравновесной эвтектической жидкости обычно невелико и поэтому эвтетика структурно вырождается в одну фазу: α-фаза из эвтектики отлагается на дендритных ячейках (сечениях ветвей дендритов) первичных α-кристаллов, сливаясь с ними, а по границам дендритных ячеек под микроскопом обнаруживаются только включения второй фазы β эвтектического происхождения.

Распределение легирующего элемента по сечению дендритной ячейки схематично показано на рисунке (кривая 1). Отрезок pq соответствует сечению дендритной ячейки первичной α-фазы, a hp — сечению включения второй фазы (β) на границе дендритной ячейки. Вертикальный скачок концентрации у границы дендритной ячейки соответствует расположению здесь включения второй фазы.


Схема распределения легирующего элемента

Схема распределения легирующего элемента

Схема распределения легирующего элемента по сечению дендритной ячейки α-раствора с 0 -фазой на ее границах в начальный (1), промежуточный (2) и конечный (3) моменты гомогенизации.


Кроме перечисленных выше отклонений от равновесной кристаллизации, возможны и другие. Например, в сплаве Х2 при ускоренном охлаждении перитектическая реакция часто не успевает полностью совершиться и оставшаяся жидкая фаза меняет свой состав по линии ре.

В результате в сплаве Х2 при температуре точки ω образуется эвтектика β + γ, и сплав оказывается трехфазным (α + β + γ).

В многокомпонентных сплавах возможны весьма разнообразные отклонения от равновесия при кристаллизации: например, может появиться тройная эвтектика, резко снижающая точку плавления сплава.

Суммируя, можно отметить, что в результате неравновесной кристаллизации твердого раствора создаются следующие отклонения от равновесного состояния:

  • возникает в ну три кристаллитная ликвация;
  • понижается точка солидуса сплава;
  • из расплава кристаллизуются избыточные фазы, которых не должно быть в равновесных условиях, и вместо однофазной образуется двухфазная или многофазная структура;
  • увеличивается количество второй фазы, если в равновесных условиях сплав должен быть гетерофазным.

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

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….

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…

Деформированные сплавы (гомогенизационный отжиг)

Гомогенизационный отжиг железных сплавов, требующий большого расхода топлива и сопровождающийся значительными потерями металла на окалину, применяют лишь к высококачественным легированным сталям ответственного назначения (температуру отжига выбирают в интервале 1050 — 1250 °С). Из углеродистых сталей только автоматные подвергают гомогениз ационному отжигу. Автоматные стали содержат повышенное количество серы, улучшающей обрабатываемость резанием (до 0,2 — 0У3% вместо…