Файл: Бокштейн, С. З. Диффузия и структура металлов.pdf

няли метод авторадиографии . В этих сплавах с круп­

мер ~10—60 мкм, а расстояние между частицами было

что атомы никеля в чугуне в интервале температур 550—

Аналогичная картина была получена при исследова­ нии самодиффузии олова в баббите при 120°С. На авто­ радиограмме отчетливо видно проникновение олова по границам ß-фазы и по границам зерен твердого раствора (рис. 59).

Количественно диффузию никеля в чугуне оценивали на основании данных фотометрирования автораднограмм, полученных с косых срезов образцов после диф­ фузионного отжига. Расчет проводили для условий, при которых диффузионные потоки по границам фаз и по ферритной основе рассматривались как независимые. В этом случае оценивалась только энергия активации про­ цесса. Энергия активации диффузии по м е ж ф а з н о й гра­ нице, определенная из температурной зависимости, сос­ тавляет 121 кдж/г-атом (29000 кал/г-атом). Последняя величина близка (хотя и меньше) к значению энергии активации пограничной самодиффузии железа, получен­

фузионной проницаемости м е ж ф а з н о й границы феррит— графит, что в данном случае объясняется очень слабым

мически обработанную сталь. Варьируя условия отпуска, можно получить гетерофазную феррито-цементитную

140

чтобы в процессе опыта минимально нарушилась исход­ ная структура, з а д а н н а я термической обработкой. В качестве диффундирующего элемента был выбран ра­ диоактивный изотоп никеля N i 6 3 , .мягкое ß-излучение ко­ торого (Ешах=0,067 мэв) позволяет уловить изменение активности после диффузионного отжига в тонком по­ верхностном слое (порядка .нескольких микрон в ж е л е з е ) .

Влияние условий отпуска на коэффициент диффузии никеля в стали 45 после различных обработок, измерен­ ный абсорбционным методом, данниже .

в противоположных направлениях . В результате роста в процессе отпуска степени беспорядка на границах фаз должна возрастать скорость диффузии по границам, а увеличение размера карбидных частиц и соответственно уменьшение протяженности фазовой границы должно, наоборот, приводить к уменьшению диффузионного пото­ ка. В начальной стадии отпуска, очевидно, преобладает действие первого фактора — по мере повышения темпе­

Кинетика диффузии по границам фаз должна, по-ви­ димому, зависеть не только от размера, но и от фор­ мы частиц второй фазы, так как структура и энергия фазовой границы могут быть различными. Соответству­ ющие исследования подтвердили это. Сопоставлялась скорость диффузии никеля в стали эвтектоидного состава (0,8% С) после обработки в одном случае на структуру

142

Коэффициенты диффузии определяли с помощью аб­ сорбционного метода. Оказалось, что в случае пластин­ чатого цементита D в исследованном интервале темпе­ ратур (500—650°С) примерно в 2 раза больше, чем в случае зернистого цементита, а энергия активации ниже:

чатой ф о р м ы плотность дефектов выше, чем на границе выделений зернистой формы. Однако полученные ре­ зультаты могут быть объяснены просто более высокой

стали, следует учесть, что они получены для диффузии при довольно низких температурах (500^—700°С), когда вклад граничной диффузии в общий диффузионный по­ ток велик. Так как энергии активации объемной, гранич­

ной диффузии м о ж е т быть больше. Выяснить это можно, повышая температуру диффузионного нагрева, посколь­ ку значение объемной диффузии и, возможно, межфазной по сравнению с зернотраничной диффузией воз­ растает. В соответствии с указанным провели ис-

сопоставлении диффузионной подвижности в однофаз­ ной аустенитной (1,0—1,5% С) и аустенито-цементитной области (1,5—3,0% С) в соответствующем температур­ ном интервале (см. д и а г р а м м у состояния железо — уг­ лерод) . Характерные результаты были іполучены при 950°С. Увеличение содержания углерода с 1,0 до 1,5%

143

чем в объеме зерна, например диффузия никеля по лраницам пластин а -фазы в титане после ß -> а-превраще- ния [183]. Измерение плотности почернения авторадио­

фициент диффузии никеля по границам а-пластин в 3,5 раза меньше, чем по объему кристалла, а после допол­

•особенностями строения межпластиночной границы в ти­ тановых сплавах. В результате ß -» а -превращения здесь, как показали рентгеновские, электронномикроскопические и металлографические исследования, возникают стабильные дислокационные образования, подобные границам полигонизованной структуры с очень малой разориентировкой —^2,9-10~3 —8,7-Ю- 3 рад (10—30'). К а к указывалось ранее, преимущественная диффузия по границам зерен зависит от их взаимной ориентации и угасает с уменьшением степени разориентировки. Кроме

146