» » Формирование аномально пересыщенных твердых растворов
14.01.2016

В связи с тем что методы получения быстрозакаленных сплавов обеспечивают скорости охлаждения расплава и в дальнейшем твердого металла более высокие, чем при традиционной закалке в твердом состоянии, характерной особенностью высоколегированных быстрозакаленных сплавов является образование аномально пересыщенных твердых растворов.
Для традиционных легирующих компонентов, образующих области равновесных твердых растворов с ограниченной растворимостью, и для элементов, практически нерастворимых, ко оказывающих значительное влияние на структуру и свойства, установлено многократное превышение равновесной предельной растворимости в быстрозакаленных сплавах.
Образование аномально пересыщенных твердых растворов в сплавах на основе алюминия, полученных различными методами быстрой закалки, изучено наиболее полно для различных легирующих элементов с целью обоснования выбора перспективных составов быстрозакаленных сплавов.
Например, сплав Аl — 7,5 % Сr — 1,2 % Fе, полученный при высокоскоростной конденсации паровой фазы, имеет структуру аномально пересыщенного твердого раствора хрома с концентрацией хрома 7,5 % и равномерно распределенными кластерами железа размером - 3 нм.
В условиях быстрой кристаллизации сплавов на основе титана, например типа Ti—|А|—8V—хFе, достигнута аномальная растворимость железа 10 %. В компактах быстрозакаленных порошков сплавов с содержанием 5 и 8 % Fе, полученных газоструйным распылением расплава и последующим горячим изостатическим прессованием (при 815 °С, 4 ч), термообработанных при 510 °С, не наблюдается выделений избыточной фазы. При повышении содержания железа до 10 % установлено появление хрупкого интерметаллидного соединения Тi2Fе.
Аномально высокая растворимость бора наблюдается в твердых растворах на основе железа, кобальта, никеля. Результаты исследования параметра кристаллической решетки аномально пересыщенных твердых растворов бора свидетельствуют об образовании метастабильного раствора смешанного типа, в котором атомы бора частично занимают позиции атомов внедрения и частично — замещения.
В быстрозакаленных магниевых сплавах системы Мg—Nd, полученных спиннингованием, происходит значительное пересыщение магниевого твердого раствора (до 15 % Nd), тогда как предельная растворимость в равновесных условиях составляет 3,6 % Nd.