ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.10.2024
Просмотров: 79
Скачиваний: 1
дислокации склонны к расщеплению, так к а к при расщеп лении появляется- краевая компонента.
Анализ показывает, что в диффузионных измерениях, выполненных на малоугловых границах, эффект пере крытия полей напряжения мал. Он не может 'быть суще
ствен, если «быстрая» диффузия идет |
вдоль узкой труб |
||
ки сечением Л д = 2 , 5 . 1 0 ~ 1 5 см'2. |
В этих условиях |
диффузия |
|
вдоль дислокаций в плоских скоплениях по |
малоугло |
||
вым границам и в изолированном |
состоянии |
д о л ж н а |
|
быть одинаковой. Это не относится к случаю |
расщепле |
||
ния дислокаций. Н а п р я ж е н и я |
могут |
изменить |
степень |
расщепления дислокации и, как это вытекает из преды
дущего, изменить скорость |
диффузии — сокращение |
рас |
|
стояния между частичными |
дислокациями уменьшает |
||
релаксацию, увеличивает локальные искажения |
в |
ядре |
|
и, следовательно, ускоряет |
диффузию . В случае |
модели |
|
парных дислокаций эффекты перекрытия между смеж ными дислокациями в каждой паре могут оказывать со ответствующее влияние на диффузию в зависимости от расстояния между дислокациями . В общем случае, если принять вакансионную модель, то перекрытие полей на пряжений должно приводить к замедлению диффузии изза влияния гидростатического давления Р на концентра цию и сіщзость миграции вакансий. Это вытекает из сле дующего соотношения:
г, |
/ \ |
|
р, |
/ \ |
ехр |
/ |
<2д + (^обр + |
Ю Р |
\ |
/ о т |
|
Яд |
(Р) |
= A u |
(р) |
^ |
|
^ |
|
j , |
(22) |
||
где Ѵобр — активационный |
объем |
образования |
вакансий |
||||||||
|
в |
ядре; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ѵ м — активационный объем |
миграции; |
|
|
|
|||||||
р — гидростатическое |
давление, р а в н о е — 7 з ( с г ы + |
||||||||||
|
+ |
0 2 2 + |
0 3 3 ) |
( О І І — нормальное |
н а п р я ж е н и е ) |
||||||
Однако эффект мал, так как р(Ѵ0бр+Ѵм) |
мало |
по от |
|||||||||
ношению к <2д, если допустить, |
что ( Кобр + |
Ум) |
порядка |
||||||||
одного атомного |
объема. |
|
|
|
|
|
|
||||
Анализируя |
имеющиеся |
экспериментальные |
данные, |
||||||||
автор пришел к выводу, что они не противоречат |
вакан - |
||||||||||
сионному |
механизму диффузии |
по дислокациям, а |
в п о : |
||||||||
следнем эффект корреляции слабо зависит от темпера туры и составляет всего несколько десятых. Однако на помним, что результаты исследований [70—73] больше
60
соответствуют не вакансионному, а кооперативному ме ханизму диффузии по дислокациям .
Поскольку примеси имеют тенденцию выделяться на дислокациях, концентрация их в ядре может быть зна чительной, д а ж е в очень чистом металле. В этом случае примеси могут существенно влиять на диффузию по дис локациям.
Н а б л ю д а е м о е ускорение диффузии под влиянием ультразвуковых колебаний выше порогового объясняют [103, 106] возникновением дислокаций, которые могут быть источником и стоком д л я атомов. Образование ди
слокаций под |
воздействием |
ультразвуковых |
колебаний |
|||||
наблюдалось, |
например, в |
неограниченных |
(Nr—Си) |
и |
||||
ограниченных |
(Fe—AI, Fe — Sî) |
растворах |
[103], |
в |
чи |
|||
стых металлах |
(Си, |
N i , IFe) |
[104, 109], в |
сложных нике |
||||
левых сплавах |
и др . |
Однако в |
работе |
[105] |
влияния |
|||
ультразвуковых колебаний на диффузию в системе ла
тунь — медь |
методом |
микрозонда |
обнаружено не было. |
||
Н а д о т а к ж е упомянуть, что в |
ряде |
работ вообще |
не |
||
отмечалось |
влияния |
дислокаций |
на |
диффузию . Так, |
в |
работе [102] при измерении самодиффузии в монокри
сталле |
золота |
в интервале |
286'—412°С не |
обнаружили |
эффекта, по крайней мере, |
в исследованном |
слое толщи- |
||
|
300 нм |
о |
|
* |
ной до |
(до 3U00 А ) . Температурная |
зависимость |
||
коэффициента диффузии, полученная методом электро химического снятия слоев, имеет вид:
|
|
D |
= 296 |
10 _ 2 exp |
( - 1 , 7 3 / А Т ) . |
|
|
|
|
|
|
ДИСЛОКАЦИИ И ДИФФУЗИЯ |
|
|
|||
|
|
|
ПРИМЕСЕЙ ВНЕДРЕНИЯ |
|
|
|||
В работе |
[82] при исследовании диффузии углерода |
|||||||
в титановом |
сплаве (ВТЗ-І) б ы л отмечен следующий эф |
|||||||
фект: после |
термомеханической |
обработки |
(850°С, |
де |
||||
формация 60%) |
по сравнению с обычной обработкой |
ко |
||||||
эффициент |
диффузии |
при более |
низкой |
температуре |
||||
(450°С) уменьшался, а при более высокой |
(550—700°С) |
|||||||
возрастал |
( т а б л . 7 ) . |
|
|
|
|
|
||
Углерод |
|
С 1 4 |
наносился на |
поверхность образца ваку |
||||
умным напылением из вольфрамовой лодочки. Хотя эф фект был относительно невелик (при 450°С замедление
61
после ТМ О в 1,6 |
р а з а ) , |
неоднократная проверка пока |
||||
з а л а хорошую воспроизводимость результатов. |
|
|||||
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 7 |
|
Влияние |
термомеханической |
обработки |
на коэффициент |
диффузии |
||
|
|
углерода в сплаве ВТЗ-1 |
|
|
||
|
|
|
|
О СМ! • сек |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура |
диффузион |
|
обра стандартная |
термическая |
||
ного отжига, "С |
термомеханическая |
|||||
|
|
|
ботка |
|
обработка |
|
450 |
|
5 , 4 - Ю - 1 4 |
|
8,6-10—" |
||
550 |
|
2 , 0 - Ю - 1 3 |
|
1,2-10-" |
||
700 |
|
7,0-10-'" |
|
3,5 - 10 - " |
||
Испытания на длительную прочность показали уве личение после ТМО времени до разрушения при более низкой температуре и уменьшение — при более высокой температуре.
Полученный результат мог означать, что термомеха ническая обработка приводит к образованию в титане полигоннзованной структуры, а взаимодействие дислока ций с углеродом обусловливает замедление диффузии. При более высокой температуре энергия тепловых коле баний атомов углерода достаточно велика и р е ш а ю щ е е влияние оказывают искажения решетки. В работах Кологривовой и Мирского, Садовского и др . показано, что после пластической деформации в ß-титане, а т а к ж е по сле пластической деформации или полиморфного прев ращения в а-титане возникает полигонизованная струк тура. На рис. 18 показаны типичные полигонизованные образования в титановых сплавах после пластической деформации, а т а к ж е после полиморфного превращения .
Известно, что взаимодействие дислокаций с |
атомами |
||||
углерода значительно; в |
железе, например, |
энергия |
|||
взаимодействия |
- 0 , 8 - Ю - 1 9 |
док |
(0,5 зв). |
Авторами работ |
|
[84, 85] с помощью метода внутреннего |
трения |
показано, |
|||
что увеличение |
дефектности |
металла |
сопровождается |
||
ростом энергии перескоков атомов углерода, азота, во
дорода |
(примесей внедрения) . |
Высказано мнение |
[13], |
|
что в дислокационной |
трубке |
атомы внедрения диффун |
||
дируют |
медленней, с |
большей |
энергией активации, |
чем |
в правильной решетке. |
|
|
|
|
62
Fe — Si; |
|
|
она |
оказалась |
равной |
25,62 |
|
|
кдж/г-атом |
||||||||||||
(6100 |
|
|
кал/г-атом). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
И з |
|
анализа |
ряда |
работ следует, |
что диффузия |
водо |
|||||||||||||||
рода |
при |
электролитическом |
поглощении |
его |
железом |
||||||||||||||||
зависит |
от дислокационной структуры металла |
[88, 89J. |
|||||||||||||||||||
ÎO |
2 |
|
-1 |
|
|
12 |
? |
1 |
|
В |
работе |
[89] |
изучали |
||||||||
|
|
|
влияние |
структурного |
со |
||||||||||||||||
В-10, |
см -сем |
|
|
D-10, см сен |
|||||||||||||||||
|
|
стояния и содержания |
уг |
||||||||||||||||||
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лерода |
(0,16—0,99% |
С) |
||||||||
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
л |
|
|
на диффузию и раствори |
|||||||||
\ |
\ |
|
N |
|
|
•= |
' |
|
|
мость |
водорода |
в |
с т а л и ) . |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сталь |
подвергали |
|
закал |
||||||||
|
|
ч ч |
ч |
|
|
|
|
|
|
ке |
и отпуску |
при |
разных |
||||||||
10 |
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
температурах |
до |
|
700°С. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насыщение |
|
|
водородом |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
проводили |
|
электролити |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чески |
после |
термической |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
обработки . |
|
Поглощение |
|||||||
|
|
* |
|
|
|
|
X |
|
X |
|
|
исследовали |
методом |
ва |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
куумной |
|
экстракции, |
а |
|||||||||
|
|
I |
|
. |
|
I |
Г I |
I |
I |
|
|
|
|||||||||
О |
|
10 20 30 Ь0 50 60 70 30 |
|
коэффициент диффузии по |
|||||||||||||||||
|
|
Степень |
дасармации, |
% |
скорости |
потери |
водоро |
||||||||||||||
Рис. |
19. |
Зависимость |
коэффи |
да |
при нагреве |
до |
100°С. |
||||||||||||||
циента |
|
диффузии |
углерода |
при |
М а к с и м а л ь н а я |
|
раство |
||||||||||||||
350°С от степени |
предваритель |
римость |
il |
минимальный |
|||||||||||||||||
ной |
холодной деформации: |
коэффициент |
|
диффузии |
|||||||||||||||||
/ — Ni; |
|
2 — Fe — Si; 3— Fe ; |
4 — |
|
|||||||||||||||||
|
водорода |
в |
стали |
были |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
F e - C r |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
получены |
после |
отпуска |
|||||||
при |
|
30U"C, |
когда |
структура |
имеет |
|
весьма |
|
разви |
||||||||||||
тую поверхность |
раздела, |
создаваемую |
|
большим |
ко |
||||||||||||||||
личеством |
|
дисперсных |
|
цементитных |
частиц. |
|
Границы |
||||||||||||||
раздела |
|
фаз |
(некогерентные |
или |
полукогерентные) |
по |
|||||||||||||||
сле отпуска при указанной температуре состоят, по-ви димому, из скоплений дислокаций. Неясно, однако, ка кова при этом общая плотность дислокаций. Известно [92, 93], что после отпуска при более низких температу рах мартенситная структура имеет большую плотность дислокаций и тем более высокую, чем выше содержание углерода в стали.
Отмечалась аномалия [91] в температурной зависи
мости коэффициента |
диффузии водорода в железе: вы |
|||
ше |
400°С энергия |
активации |
составляла |
42— |
50,4 |
кдж/г-атом (10—12 ккал/г-атом), |
а ниже — только |
||
64