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

На основании данных рентгеноструктурного анализа были определены следующие температуры рекристалли­ зации в шлифованном поверхностном слое: никеля 350°С,

температуры рекристаллизации, а в сложнолегированных сплавах — ниже. Очевидно, что сравнительная оценка ускорения диффузии в шлифованной поверхности спла­

работки поверхности, то, очевидно, что число дефектов, которые могут приводить к ускорению диффузии, в по­ верхностном слое нагретого сплава меньше, чем в по­ верхностном слое чистого металла. Следовательно, леги­

метастабплыюсть структуры поверхностного слоя дефор­ мированного металла . Это приводит к сложному закону изменения коэффициента диффузии в шлифованном по­ верхностном слое металла в процессе изотермического нагрева.

Н а рис. 76 приведена временная зависимость коэф­ фициента самодиффузии никеля при 600°С. С увеличени­ ем времени х диффузионного отжига коэффициент диф­ фузии D в поверхностном деформированном слое внача­

венно аналогичная зависимость была получена д л я ни­

зависит от времени выдержки .

182

объяснить наблюдаемое изменение коэффициента диф ­ фузии после максимума (правая часть кривой на рис. 76). Труднее объяснить левую часть кривой — увеличение ко­ эффициента диф'фузии на начальной стадии.

Можно полагать, что ускорение диффузии происходит на начальных стадиях рекристаллизации (возврата) в связи с процессом перемещения и аннигиляции дислока­ ций и образованием при этом большого числа избыточ­ ных вакансий.

183

бальта в никельхромовом сплаве после объемной де­ формации .

В работе [74] сделано заключение о том, что после низкотемпературной пластической деформации и после­ дующего нагрева до высоких температур м о ж е т возник­ нуть большая и достаточно устойчивая во времени кон­ центрация вакансий (вакансии генерируются при зале­ чивании дефектов, например при переползании и анниги­ ляции дислокаций) . Это и обусловливает ускорение диф­ фузии в металле в неравновесном состоянии. Ускорение самодиффузии в материале с искаженной решеткой при очень высокой температуре (предплавпльной) автор свя­ зывает с наличием разветвленной сетки субграниц и уве­

жидком азоте, затем нагревались в интервале 600—900°С

плотности распределения пор и их размеров. Статистиче­ ская обработка показала, что число пор вначале возрас­

ния пор по размерам при малых временах почти не меня­ ет своего положения, очевидно, процесс возникновения центров коагуляции пор (и, следовательно, избыточных вакансий) продолжается довольно долго. Следует заме­ тить, что часть пор (наиболее мелких) оставалась вне поля зрения исследователя, учитывая оптическое увели­ чение, которым он пользовался.

М о ж н о полагать, что изменение коэффициента диф­ фузии во времени является результатом сложного влия­ ния на диффузию процесса рекристаллизации . С одной стороны, когда имеет место параллельное протекание процесса диффузии и рекристаллизации, скорость диф­ фузии может возрастать. С другой, — рекристаллизация, снимая эффект наклепа, уменьшает скорость диффузии.

184

результаты, полученные в работе [79] при исследовании диффузии олова в бета-титане. Авторы обнаружили временную зависимость коэффициента диффузии: с уве­ личением выдержки при 1030°С подвижность олова уменьшалась . Авторы объяснили это тем, что при отжи­ ге уменьшается плотность дефектов.

Следует еще отметить, что фазовые превращения так­ же могут ускорять диффузию . Так, например, самодиф ­ фузия ж е л е з а в стали в условиях параллельно протека­ ющего эвтектоидного превращения происходит зна­ чительно быстрее, почти на порядок [81] .

По-видимому, во всех случаях, когда диффузия происходит в метастабильном металле, претерпевающем

значительное влияние на поведение металлов, особенно при высоких температурах. В некоторых случаях это мо­

(600—1О00°С, 1 ч) на диффузию никеля в поверхностном слое шлифованных образцов сплава Х Н 7 7 Т Ю Р . М о ж н о видеть (р.іьс. 77), что предварительный отжиг приводит к замедлению диффузии в поверхностном слое. С повыше­ нием температуры отжига коэффициент диффузии меня­ ется неравномерно: вначале резко падает, затем (от 800 до 1ОО0°С) практически не меняется.

При нагреве одновременно с диффузией в шлифован ­ ном поверхностном слое никелевого сплава протекает ряд

185

чистом никеле наблюдается уменьшение скорости диф ­

пленка, которая может влиять на скорость диффузии в поверхностном слое металла .

Д л я выяснения роли окионой пленки в зависимости от состояния поверхностного слоя металла были проведены следующие опыты (Губарева, М о р о з ) . Б ы л и взяты об­ разцы сплава ХІТ77ТЮР в двух состояниях: после шли­ фования и после электрополирования. Часть исследуемых

разцы покрывали радиоактивным никелем и проводили диффузионный отжиг при температуре 700°С.

фованные и полированные образцы имели различный по составу и структуре поверхностный слой. Ш л и ф о в а н н ы е образцы обнаружили структуру, характерную дл я нике­

ловиях вакуума на шлифованных и электрополированных

187