Максимумы скорости зарождения и линейной скорости роста соответствуют разным степеням переохлаждения, причем восходящая ветвь кривой скорости зарождения сдвинута в сторону больших переохлаждений (смотрите рисунок Зависимость скорости зарождения центров и линейной скорости).
Скорость зарождения центров и линейная скорость роста кристаллов определяют суммарную скорость фазового превращения. Средняя скорость изотермического фазового превращения вначале растет с увеличением степени переохлаждения, достигает максимума и затем падает. Среднюю скорость фазового превращения экспериментально определяют как обратную величину времени полного изотермического превращения.
Зависимость средней скорости фазового превращения
Зависимость средней скорости фазового превращения от
степени переохлаждения.
Приведенный в этой главе термодинамический анализ образозования зародышей новой фазы относился к изотермическим условиям. Скорости зарождения и линейного роста участков новой фазы экспериментально также измеряют при определенных переохлаждениях.
В практике же термической обработки наибольший удельный вес занимают процессы с непрерывным охлаждением. Это не обесценивает наши выводы, полученные для изотермического фазового превращения, так как при непрерывном охлаждении металл проходит через бесчисленное множество степеней переохлаждения.
Чем быстрее охлаждается металл, тем меньше успевает образовываться центров кристаллизации новой фазы три каждой степени переохлаждения и тем сильнее переохлаждается материнская фаза.
До сих пор в этой главе рассматривалось фазовое превращение при охлаждении. Основные положения флуктуационной теории зарождения центров новой фазы справедливы и для процессов фазового превращения при нагревании. С увеличением степени перегрева выше Т0 растет разность свободных энергий исходной и новой фаз (cмотрите рисунок Зависимость свободной энергии двух фаз от температуры) и уменьшаются размеры критического зародыша и работа его образования.
Основное отличие фазового превращения при нагревании от превращения при охлаждении — это нарастающее увеличение подвижности атомов при удалении от температуры равновесия двух фаз.
Зависимость средней скорости фазового превращения
Зависимость средней скорости фазового превращения
от степени перегрева.
Поэтому с увеличением степени перегрева скорость превращения интенсивно растет вследствие уменьшения размера критического зародыша и работы его образования, а также увеличения подвижности атомов.
Этим объясняется то, что при превращениях в твердом состоянии достигаемая степень перегрева обычно гораздо меньше, чем степень переохлаждения.
«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков