Коэффициент диффузии легирующих элементов в алюминиевом растворе при комнатной и более низких температурах можно рассчитать по скорости роста кластеров, например по формуле. Такие расчетные значения оказались на много порядков больше коэффициента диффузии, полученного экстраполяцией значений, экспериментально определенных при высоких температурах в обычных диффузионных опытах. Эта разница для раствора меди в алюминии при комнатной температуре составляет…

Про анализируем изотермический распад твердого раствора, состав которого С0 не лежит в спинодальной области. Его свободная энергия F1 больше свободной энергии равновесной двухфазной смеси F2. Если в результате флуктуаций на ранних стадиях распада образуются две фазы с составами Сf и Сg, близкими к С0, то свободная энергия такой двухфазной смеси будет выше, чем у исходного…

Основные структурные изменения при старении сводятся к фазным этапам распада пересыщенного твердого раствора, полученного в результате закалки сплава. Так как распад пересыщенного раствора является диффузионным процессом, то степень распада, тип выделений из раствора, их дисперсность, форма и другие структурные характеристики зависят от температуры и продолжительности старения и, конечно, от природы сплава, его химического состава по…

Форма выделений В стареющих сплавах выделения из твердого раствора встречаются в следующих основных формах: тонкопластинчатой (обычно дискообразной), равноосной (обычно сферической или кубической) и игольчатой. Форма выделений определяется двумя конкурирующими факторами — поверхностной энергией и энергией упругой деформации, стремящихся к минимуму. Требование минимума поверхностной энергии обусловливает стремление к равноосной форме выделений и к появлению граненых форм…

Стремление к минимуму энергии упругих искажений влияет не только на форму, но и на взаимное расположение выделений. Требование минимума упругой энергии при распаде твердого раствора обусловливает образование в ряде сплавов так называемых модулированных (или периодических) структур, для которых характерно закономерное пространственное расположение когерентных выделений на определенном расстоянии одно от другого, называемом периодом модуляции структуры. Структура…

В начальной стадии спинодального распада возникает высокодисперсная смесь фаз, решетки которых когерентны — плавно переходят одна в другую, и межфазные границы не резкие, а сильно размытые. Чем же отличается эта смесь фаз от флуктуации состава, всегда имеющихся в твердом растворе, в том числе и выше cпинодальной кривой RKV на рисунке Диаграмма состояния с кривой расслоения,…

Непрерывный распад При непрерывном распаде в исходном пересыщенном растворе образуются и растут отдельные выделения избыточной фазы. Так как выделения обогащены одним из компонентов, то матричная фаза обеднена этим компонентом и в ней существует градиент концентраций. Кристаллы избыточной фазы растут вследствие обычной нисходящей диффузии: поток атомов (смотрите стрелки на рисунке Схема эволюции распределения легирующего элемента) направлен…

Первоначальная теория, объяснявшая упрочнение дуралюмина при комнатном старении выделением из пересыщенного твердого раствора частиц CuAl2, уже в 20-е годы столкнулась с рядом противоречий. Выделение CuAl2 и соответственно обеднение твердого раствора медью должно было бы привести к снижению электросопротивления, а в действительности электросопротивление при естественном старении возрастало. Далее, с выделением CuAl2 из твердого раствора должен был…

В общем случае из пересыщенного твердого раствора выделяется фаза, отличающаяся от матрицы и химическим составом, и структурой. Рассмотрим вначале наиболее простой случай, когда выделяющаяся фаза отличается от матрицы только составом. На рисунке, а изображена диаграмма состояния с непрерывным рядом твердых растворов при высоких температурах. Линия MKN, часто называемая кривой расслоения (по аналогии с соответствующей кривой…

Рассмотрим изотермический распад термодинамически неустойчивого твердого раствора со свободной энергией F1 в сплаве состава С0. Конечное равновесное состояние со свободной энергией F2 < F1 не может сразу возникнуть, так как мало вероятно, чтобы в результате флуктуаций в твердом растворе состава С0 имелось много областей равновесных составов Сa и Сb, далеких от С0. Более вероятно, что…