» » Предпосылка для дисперсионного твердения
23.01.2015

Как мартенситное твердение, так и упрочнение сплава путем дисперсионного твердения связаны с определенными условиями. Предпосылки для повышения прочности с помощью термообработки по механизму дисперсионного твердения у металлов, не подверженных превращению, следующие.
1. В наличии должен быть один сплав, по крайней мере, из двух компонентов.
2. По крайней мере, один компонент должен обнаруживать ограниченную растворимость в другом, т.е. должен быть разрыв растворимости (область расслаивания).
3. Ограниченная растворимость должна зависеть от температуры, причем растворимость должна уменьшаться с понижением температуры.
Эти предпосылки необходимы, но не достаточны. Чтобы достигнуть полезного повышения прочности, необходимо, чтобы один компонент, находящийся в неравновесном состоянии, после определенной кинетики выделения выпадал. Из переохлажденного твердого раствора при этом выделяется принудительно растворимый второй компонент, проходя через промежуточные состояния, так что в зависимости от температуры происходит более или менее значительное приближение к состоянию равновесия. Такие не находящиеся в равновесии промежуточные состояния вызывают нарушения в решетке, которые ведут к повышению прочности.
В соответствии со степенью и течением распада (расслоения) различаются, например у алюминия, сплавы, способные к дисперсионному твердению и не способные к нему (рис. 13.3.2).
Состав важных, способных к дисперсионному твердению алюминиевых сплавов и достигаемое благодаря ему повышение прочности видны из табл. 13.3.1.
Предпосылка для дисперсионного твердения

В основу сплавов, закаливаемых дисперсионным твердением, можно положить диаграммы состояния, у которых при снижении температуры из α-твердого раствора выделяются; один чистый компонент В (например Al-Si, рис. 13.3.2, в);
один богатый В твердый раствор β (например Cu-Ag, Pb-Sb1 рис. 13.3.2, б);
одна интерметаллическая фаза AxBy (например Al-Cu, рис. 13.3.2, в).
Выделению a-твердого раствора путем образования интерметаллической фазы (см. рис. 13.3.2, в) придается при дисперсионном твердении наибольшее значение. Появление чистого компонента (см. рис. 13.3.2, с) или богатого В твердого раствора можно наблюдать только в исключительных случаях.
Благодаря отсутствию полного фазового превращения в твердом состоянии не может также произойти скачок растворимости, как, например, для углерода при γ-α-превращении железа. При медленном охлаждении сплавов по диаграммам рис. 13.3.2, a-в происходит выделение гомогенного твердого раствора в равновесном состоянии. Разделение проходит через образование зародышей центров кристаллизации и рост этих зародышей. Доля выделяемой при этом второй фазы увеличивается соответственно правилу отрезков со снижением температуры.
Если благодаря быстрой закалке таких сплавов диффузионно управляемое выделение подавляется, то твердый раствор содержит второй компонент, перенасыщение которым возрастает с уменьшением температуры, поэтому гомогенный твердый раствор находится в возрастающей степени в неравновесном состоянии.
Естественно, благодаря этому перенасыщению прочность твердого раствора также несколько увеличивается. Этим повышением прочности вследствие эффекта твердения твердого раствора, однако, можно пренебречь по сравнению с повышением прочности путем фазового превращения аустенита в мартенсит при скачкообразном изменении температуры или благодаря дисперсионному твердению.
Если же при быстром охлаждении перенасыщенный твердый раствор длительное время находится при температуре явно ниже границы растворимости, то проходят диффузионные процессы, которые ведут к постепенному распаду.