Полиморфные превращения в металлах и сплавах.

Значительное число металлов в зависимости от температуры может иметь разную кристаллическую решетку, т.е. существовать в разных полиморфных модификациях. Полиморфны металлы как: железо, титан, кобальт, литий, натрий.

Полиморфную модификацию существующую при низкой температуре обозначают альфа (альфа-железо, альфа-титан).

Полиморфные модификации существующие при высокой температуре (бета и гамма) (бета-железо, гамма-титан).

Полиморфные превращения обусловлены стремлением системы к минимуму свободной энергии.

Тпп – степень переохлаждения.

Свободная энергия альфа и бета фаз при увеличении температуры снижается с разной скоростью. Температура при которой свободная энергия альфа и бета равны – называется температура полиморфного превращения.

G(ТПП)=GβПП)

Процесс полиморфного превращения по своим закономерностям аналогичен процессу кристаллизации. Различие заключается в том, что при полиморфном превращении несколько изменяется объем поэтому общее изменение энергии записывается в виде: ΔGобщ =-VΔG+Sσ+z

z – изменение упругой энергии вследствие изменения объема

Поэтому выигрыш в свободной энергии в этом случае должен компенсировать изменение и поверхностной и упругой энергии. От сюда следует, что полиморфное превращение протекает при степенях переохлаждения больших, чем кристаллизация. VΔG>Sσ+z

Полиморфные превращения чистых металлов сопровождается выделением теплоты, поэтому на кривой охлаждения процессу полиморфного превращения соответствует гор изонтальный участок.

 

 

В№10. Механизмы полиморфного превращения: диффузионный и сдвиговой. Условия и особенности их протекания. Понятие фазового наклепа. Магнитное превращение. Влияние полиморфных превращений на свойства металлов.

Полиморфные превращения сопровождаются скачкообразным изменением свойств.

Различают 2 механизма полиморфного превращения.

диффузионный (нормальный)

бездиффузионный (сдвиговой, мартенситный)

Реализация того или иного механизма зависит от условий охлаждения, прежде всего от скорости охлаждения.