А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Сегрегація - домішка

Сегрегація домішки на дислокаціях та міжблочних межах полегшується при інтенсивних зіткненнях кристалів.

Сегрегація домішки поблизу дефектів широко використовується для декорування дислокацій і міжкристалічних кордонів, для виявлення тривимірних включень і негативних кристалів. Якщо структура кристалів стійка, то декорування здійснюють при їх дифузійному відпалу в середовищі, що містить домішка.

варіанти екстракційного-но-центр кристалізації концентрування. Сегрегація домішки при ЕКК залежить від ефективних коефіцієнтів розподілу домішки між твердою фазою і розплавом (/с CS /CL) і між рідким екстрагентом і розплавом (k Cex /Ci. Для всіх варіантів ЕКК впливає параметром є відносна маса екстрагента, тобто відношення мас екстрагента і аналізованого речовини т при умові постійних поперечних перерізів екстракту і злитка.

Розподіл домішки в рідкій (1 і твердої (2 фазах в початковій стадії спрямованої кристалізації при дифузійному перенесення. Сегрегація домішки в даному випадку досить значно відрізняється від сегрегації в умовах повного перемішування.

Сегрегація домішок може розглядатися як процес, що передує їх виділенню з решітки в вигляді окремої фази. Оскільки ми маємо справа з твердим розчином домішок в кристалі, то часто говорять про осадженні їх на дислокаціях.

Сегрегація домішок часто призводить до тому, що головна частина злитка непридатна для глибокої витяжки. На якість поверхні товщина киплячого шару не робить негативного впливу. Тому у киплячій стали, хімічно раскисленной, поверхня не погіршується.

Сегрегація домішок при кристалізації може бути причиною утворення суміжних шарів складу з кілька розрізняються міжатомними відстанями. Ця різниця викликає поява пружних напружень. При певній різниці в міжатомних відстанях сусідніх шарів енергетично вигідним може стати їх поєднання шляхом виникнення дислокацій на кордоні між сусідніми шарами.

Сегрегація домішок на межах (рис. 97 б) різна для мало - і болипеуглових кордонів, бо свідчить про відмінність в структурах цих кордонів.

Сегрегація домішок при дифузійному перенесення досить суттєво відрізняється від сегрегації в умовах повного перемішування.

Сегрегація домішки на кордоні зерен може істотно змінити її структуру і, отже, рухливість. У свою чергу недоліком подібних концепцій є додаток уявлень макроскопічної дифузійної кінетики до опису флуктуаційних процесів, які зачіпають кілька атомів.

Ступінь сегрегації домішки при спрямованої кристалізації істотно залежить від умов перемішування розплаву.

Дослідження сегрегації домішок на большеуглових межах зерен показують, що навіть в дуже чистих матеріалах концентрація домішки на кордоні ще помітна.

Картини атомної релаксації, що виникає навколо атома, розчиненого (а в обсязі і (Ь на поверхні матриці розчиняють атомів. (З люб'язного дозволу Абрахама і Брандла, 1981.

Має місце сегрегація неметалічних об'ємних домішок, які можуть змінити спостерігаються поверхневі концентрації елементів сплаву.

Структура ділянок радіальних перетинів злитка з примусовим перемішуванням розплаву (1 - центральна частина перетину, 2 - периферійна і без примусового перемішування (3 - нижня частина перетину. 4 - верхня. Порівнюючи результати по сегрегації домішки в нерухомому контейнері і структурну картину по перетину злитка, спостерігаємо те ж відповідність.

Облік подібного впливу сегрегації домішок на межі зерен на освіту і зростання інтеркрісталлітних тріщин має особливо велике значення при забезпеченні технологічної міцності і пластичності сталей, які в процесі виробництва обладнання неодноразово піддавався нагріву в.

Концентраційний профіль зерно-граничної сегрегації домішок у сплавах заліза (48]. Отримано за сукупністю даних для різних домішок (Р, Sb, Sn в легованих сталях і сплавах на основі заліза. Саме тому дані про сегрегації домішок на межі зерен в аустенітної області залучають, як правило, тільки для трактування таких явищ як необоротна відпускна крихкість[57-59]і затримане руйнування[60-62], в разі яких стали НЕ піддаються високому відпустці і утворилося при нагріванні під загартування розподіл домішок не змінюється.

Контур Бюргерса навколо дислокації (про і еквівалентний контур в скоєному кристалі (б. Ь - вектор Бюргерса. Сприяють утворенню дислокацій і сегрегації домішок. У затверділому металі дислокації можуть виникати в результаті скупчення вакансій. Термічна обробка і особливо пластична деформація істотно змінюють щільність дислокацій, що в свою чергу впливає на багато властивостей металів.

Для безпосередньої оцінки ступеня сегрегації домішки на межі осередків був використаний однозондовий метод вимірювання питомого опору. Як видно з рис. 513 (див. Вище), розподіл питомої опору за зразком носить періодичний характер. В області кордонів осередків питомий опір мінімально. Відстань між западинами на кривій розподілу питомої опору практично дорівнює ширині осередків, визначеної при металографічному дослідженні зразків.

Інша ускладнення пов'язано з можливою сегрегацією охрупчиваются-чих домішок на міжфазних межах (карбід - матриця) включень, розташованих на кордонах зерен. Однак теоретичний опис закономірностей сегрегації домішок на таких кордонах в даний час відсутня. Цілком можливо, що ідеї про конкуренцію і косегрегаціі можуть бути використані і для опису цього ефекту, що, в свою чергу, може виявитися важливим для розуміння механізму межзеренного руйнування стали в стані відпускної крихкості.

Залежність ki від швидкості обертання мішалки w для домішки сульфатів в Csl при g 095. Як видно з таблиці, сегрегація домішок залежить від робочої температури, підтримуваної в холодильній камері.

Розташування дислокацій, що утворюються внаслідок сегрегації домішок, зумовленої пористою структурою поверхні розділу, показано на фіг.

До об'ємних дефектів відносяться дислокації і сегрегації домішок і різних включень.

Для сплаву з дендритних будовою кристаллитов сегрегація домішок на межі кристалітів наближається до сегрегації по межах дендритів, з яких складаються кристалітів. Сплав з такою будовою має збільшену в порівнянні з пористих пластичність в інтервалі твердо-рідкого стану, оскільки різко подрібнюється розмір елементів, що беруть участь в переміщеннях. Деформація в цьому випадку протікає не тільки по межах кристалітів, але і по кордонах дендритів. При цьому типі затвердіння усувається також орієнтують дію підкладки.

Однією з причин охрупчивания може бути сегрегація домішок на межах зерен, що обумовлює меж-крісталлітное (межзеренное) крихке руйнування. Ця причина характерна для багатошарових зварних з'єднань деяких легованих сталей, схильних до відпускного охрупчіванію.

Травители, дія яких ґрунтується на сегрегації домішок поблизу дислокацій, зазвичай менш чутливі до орієнтації поверхні кристала.

У роботі[23]була розглянута модель приповерхностной сегрегації домішок (збагачення або збіднення), що враховує взаємодію атомів домішки з потоком вакансій, для яких вільна поверхня служить стоком або джерелом.

Гальмівна сила Fs, пов'язана з сегрегацією домішок, викликана домішковими атомами, що знаходяться в твердому розчині, які адсорбуються на фронті рекристалізації.

Було висунуто також припущення, згідно з яким крім сегрегації домішок, розвитку МКК може сприяти висока щільність дислокацій на кордонах зерен, що призводить до погіршення за.

Області протікання процесів рекристалізації і виділення. В інтервалі /на рекристалізацію впливає тільки сегрегація домішок; виділення відсутні. В інтервалі //на рекристалізацію впливає тільки сегрегація домішок; процеси виділення відбуваються лише після завершення рекристалізації. У зоні II] виділяються частинки впливають як на перерозподіл дислокацій, що утворюють фронт рекристалізації, так і на переміщення цього фронту.

Разом з неоднорідністю складу, викликаної явищами сегрегації домішок, в кристалах спостерігаються локальні неоднорідності, і зокрема, значні коливання опору за поперечним перерізом, або нерівномірність розподілу домішок по радіусу кристала. Виявлення закономірностей виникнення неоднорідності такого виду представляє виняткові труднощі. Часто їх появу пов'язують з коливаннями температури в системі, механічними вібраціями, непостійністю швидкості витягування і ін. Більшість зазначених факторів обумовлено недосконалістю сучасного обладнання кристалізаційних установок. Тому усунення локальних неоднорідний-стей в значній мірі має залежати від технічного вдосконалення печей для вирощування монокристалів.

Автори роботи[125]безперечно вказують на розвиток сегрегації домішок (фосфору) по межах зерен і розділу фаз виділення - ферит у внутрішніх обсягах зерей. Таким чином, зрушення температури в'язко-крихкого переходу після опромінення викликаний дією трьох механізмів радіаційного охрупчивания: зміцненням матриці, утворенням зернограничного і внутрезеренних сегрегації.

Отримані в останні роки дані показують, що зернограніч-ва сегрегація домішок при розвитку відпускної крихкості призводить не тільки до зниження в'язкості руйнування стали і підвищенню температури крихко-в'язкого переходу, але і значно підвищує схильність до інших видів охрупчивания, істотним для умов виробництва і експлуатації енергетичного, металургійного, хімічного, машинобудівного та іншого обладнання. Йдеться про схильність стали до водневої крихкості і міжкристалітної корозії під напругою, межкристаллитному розтріскування при підвищених температурах, наприклад, при повзучості, в процесі зварювання або поелесварочной термічної обробки, нарешті, до охрупчіванію при втомному навантаженні.

Отримано ряд результатів, що дозволяють судити про природу зерногра-нічной сегрегації домішок. В першу чергу це відноситься до визначення концентраційного профілю сегрегації. Значна частина надлишкової концентрації домішки зосереджена в найближчих до поверхні межзеренного зламу двох-трьох атомних шарах.

В області фізико-хімічних явищ, що визначають рівноважну зерногран ічную сегрегацію домішок і легуючих елементів при розвитку відпускної крихкості найважливішим завданням є експериментальне визначення концентрації вуглецю, що знаходиться в твердому розчині на кордонах зерен. Тільки після подальшого розвитку методики таких вимірювань (див. Наприклад[15, 124, 164]Стане можливим вивчення закономірностей взаємодії легуючих елементів з вуглецем на кордонах і опис цієї взаємодії в рамках найбільш повно розвинених в даний час моделей оборотної відпускної крихкості - косегрегаціі і конкуренції.

Крихке межзеренное руйнування ОЦК-металів зв'язується; зазвичай з сегрегацією домішок або плівковими виділеннями, що ослабляють межзеренное зчеплення і знижувальними поверхневу енергію кордонів.

Аналіз основних результатів дослідження прямими методами рівноважної зернограніч ой сегрегації домішок у сплавах показав[135], Що серйозні експериментальні підстави для застосування до опису зерномежевої сегрегації ізотерми підлогу і молекулярної адсорбції (наприклад, типу ВЕТ) в даний час відсутні.

Sb, Sn) і легуючих елементів, причому сегрегація домішок є безпосередньою причиною крихкості, а сегрегація легуючих елементів підсилює сегрегацію домішок.

Якщо в кристалі в процесі росту утворюються мікроскопічні області сегрегації домішки, тоді внаслідок відмінності періодів решітки матеріалу в областях сегрегації і в іншому обсязі кристала уздовж прикордонних поверхонь цих областей будуть виникати дислокації, за умови, що напруга а, обумовлене розходженням періодів, буде більше ау.

У ряді робіт Осту і ін. W2w2w26. , Освіта нерівноважної сегрегації домішок поч-раніцах зерен пов'язують з виникненням у прикордонній зоні потоку вакансій при встановленні рівноважної їх концентрації. Якщо ж в свинець одночасно вводили дві добавки, одна з яких підвищує (золото), а інша знижує (мідь) мікротвердість, то зміни твердості поблизу кордону не спостерігали. Методом авторадиографии було показано, що сірка концентрується на межі зерна бікрісталла нікелю.

Неоднорідність, що виходить в результаті процесу кристалізації, обумовлюється сегрегацією домішок, особливо шкідливих домішок-сірки, фосфору і кисню.

Найбільш переконливо це випливає з даних про інтеркрісталлітном охрупчивание і сегрегації домішок на межах зерен в сталях, структура яких після гарту з 7 бласти була практично повністю рекрісталлізована в процесі тривалого високого відпустки[56], Тобто при подальшій охрупчиваются обробці кордону колишніх аустенітних зерен вже не існували, а були тільки кордону ферит - ферит. Не менш переконливі і вже згадані дані[3]про розвиток оборотної відпускної крихкості і зерномежевої сегрегації фосфору в сплаві Fe - Si, що представляє собою ферит як в області високотемпературного нагріву при попередній обробці, так і в області ізотермічних витримок при охрупчиваются обробці.

Морфологія фронту кристалізації тонких шарів CdSb, легованих 005 ат. % Se. Така передумова нодтверждается результатами роботи[8], В якій досліджувалася сегрегація домішок в капілярах без примусового перемішування.

Міцність і порігхладноломкості сталей 40ХМФ і 17ГС в залежності від температури відпустки. Відпустка в інтервалі температур 550 - 650 С призводить до сегрегації домішок на межі зерен і до виділення надлишкових фаз, на що чутливо реагує положення порога хладноломкости і зазвичай ударна в'язкість. Витримка в зазначеному інтервалі температур, повільне охолодження сприяє розвитку цього виду відпускної крихкості. Отже, критерієм чутливості до відпускної крихкості є показник АТ6о - різниця в положенні Тм охрупченной і іеохруп-ченіой стали.

Схема розвитку деформацій (е і зміни деформаційної здатності (пластичності Я сплавів в темпі ратурном інтервалі крихкості (тихий. Встановлено, що при затвердінні сплавів із збереженням плоскою міжфазної поверхні сегрегація домішок на межах кристалітів практично відсутній, що призводить до дуже малою величиною інтервалу твердо-рідкого стану. Сплав з пористих будовою кристаллитов має крупнокристалічного будова і максимальну концентрацію домішок на межах кристалітів, що викликає мінімальну пластичність сплавів в твердо-рідкому стані і максимальний інтервал температур цього стану.

Дві найбільш актуальні гіпотези про природу оборотної відпускної крихкості - моделі спільної сегрегації домішок і легуючих елементів і конкурентної сегрегації домішок і вуглецю - на перший погляд здаються в значній мірі суперечать одна одній або, принаймні, альтернативними. у першій моделі в усі не розглядається конкуренція охрупчиваются домішки з вуглецем на кордонах зерен, у другій же цій обставині надається вирішальне значення, а взаємодія домішки з легуючим елементом, - основне положення першої гіпотези, - ігнорується.

Падіння пластичності молібдену після рекрістал-лізаціонних відпалу деякі автори[28, 206]пов'язують з сегрегацією домішок впровадження на кордонах зерен.

Причинами стабілізації рекрісталлізованіой матриці можуть бути: а) дисперсні частинки або сегрегації домішок на межах; б) текстури гальмування і в) ефект товщини. Всі вони вже були розглянуті в § 9 при обговоренні причин гальмування зростання зерна під час збиральної рекристалізації. Роль гальмування дисперсними частинками, текстурного гальмування і ефекту товщини доведена експериментально в різних конкретних випадках вторинної рекристалізації.

Дослідження деформаційного старіння заліза також призводить до висновку про те, що сегрегація домішок біля дислокацій може бути вигідною альтернативою виділенню фаз.

Різниця між вимірюваними концентраціями вільних носіїв і введеної легирующей домішкою спочатку пояснювалося сегрегацією домішки на межзеренного межах, де вона пасивує розірвані міжатомні зв'язку.

В останні роки опубліковано ряд робіт[19, 55, 140-145, 304], Які свідчать про те, що сегрегація домішок на межах зерен грає велику роль в межкристаллитного охрупчивание сплавів при повзучості, повторному нагріванні після зварювання, релаксації напружень та інших процесах, істотним елементом яких є зародження і зростання пір.