23.01.2015

После превышения критической величины зародыша, т.е. после инкубационного периода, начинается ненарушенный рост фаз, причем в случае полного преобразования исходная фаза заменяется вновь образующейся фазой.
При дисперсионных процессах из имеющейся исходной фазы, находящейся в неравновесном состоянии, выделяется новая фаза, при этом исходная фаза расходуется не полностью. В случае полного превращения наступает уменьшение скорости превращения, если вновь образованные зоны касаются друг друга, и дальнейший рост поэтому испытывает ограничение. Из этого получается временной ход процессов превращения в форме S-образной кривой (рис. 10.2.1). Этот временной ход устанавливается при большинстве полиморфных образований, при рекристаллизации и при затвердевании из расплава.
Рост фаз

При процессах превращения мартенситное превращение отличается тем, что оно атермично, т.е. идет скачком без диффузионного управления, и поэтому проходит вне зависимости от времени. После инкубационного периода, который здесь также имеется, превращенный объем зависит только от переохлаждения в начале мартенситного образования (рис. 10.2.2).
Рост фаз

Предполагая, что исходная и конечная фазы полностью изотропны и на рост фазы не оказывается внешнего влияния, из энергетических соображений можно было предположить, что конечная фаза будет иметь шаровидную форму; при данном объеме VК шар имеет наименьшую поверхность FК. В металлах с кристаллическим строением образуются, однако, значительные отклонения от шарообразного образования из-за кинетики процессов роста вследствие зависимости поверхностной энергии от направления кристаллических плоскостей, из-за предпочтительных направлений роста в зависимости от организации кристалла и, наконец, в особенности при затвердевании, из-за направления перемещения тепла. При диффузионно управляемых процессах превращения рост конечной фазы определяется скоростью перехода атомов из исходной фазы через граничную поверхность между фазами в конечную фазу.
Движущая сила ΔGV для перехода атомов в конечную фазу растет с возрастанием переохлаждения при температуре превращения, т.е. возрастает тенденция к переходу через граничную поверхность и, таким образом, стремление к фазовому превращению. Этому противостоит то, что с возрастанием переохлаждения уменьшается коэффициент диффузии, и это препятствует превращению.
Таким образом возникает температурная зависимость скорости роста фазы, которая проходит максимум при определенном переохлаждении, чтобы затем снова уменьшаться (рис. 10.2.3). Из геометрических соотношений и из кинетики перехода из одной фазы в другую фазу получается также то, что шарообразная частица росла бы медленнее всего, так как в этом случае пути диффузии были бы самыми длинными. Пластины или иглообразные объемы могут, напротив, расти быстрее.
Рост фаз

В то время как процессы превращения без изменения концентрации, т.е. затвердевание и аллотропные превращения чистых металлов, протекают при определенной температуре с соответственно постоянной скоростью, при процессах превращения в сплавах на скорость превращения оказывают влияние неравномерности концентрации. При различной растворимости легирующих компонентов на α-фазе и на β-фазе одновременно с превращением вокруг конечной фазы образуется увеличивающаяся зона диффузии. Атомы компонента, необходимые для роста фазы, который концентрируется в конечной фазе, должны пройти значительно увеличенные пути, благодаря чему скорость превращения при постоянной температуре уменьшается со временем.
Если превращение происходит в эвтектоидной точке, то при приблизительно равной вероятности образования зародыша для двух фаз не могут образовываться обширные зоны диффузии, так что возникает очень тонкая структура благодаря ячеистому росту. Ликвационный процесс исходной фазы находится при этом на фронте роста. В случае затвердевания ликвация ведет к так называемому физическому переохлаждению, которое обусловливает, наконец, отличающуюся структуру затвердевания, в зависимости от сдвига концентрации из-за ликвации.