Полиморфные превращения в металлах (Часть 5).

При сдвиговом переходе одной модификации в другую атомы перемещаются на небольшие расстояния, меньшие межатомных. Детально эти перемещения изучены в кобальте. При Т > 425°С в кобальте стабильна г. ц. к. модификация (β-Со), ниже 425°С — г. п. модификация (α-Со). Обе упаковки могут быть представлены как чередующиеся, одинаковым способом упакованные атомные слои. Переход одной упаковки в другую можно осуществить, если плотноупакованный атомный слой сместить параллельно, октаэдрической плоскости (111) β-Со из положения в в положение а. Такие смещения необходимо производить на каждом втором слое.

Схематически это выглядит следующим образом (стрелками указаны перемещения слоев):

абв

     ↓

абв

          ↓

абв

               ↓

абв

аб. . .

В результате смещения чередование атомных слоев, характерное для г. ц. к. упаковки атомов абвабвабваб…, превратится в чередование абабабаба…, присущее г. п. решетке. К таким смещениям могут привести частичные дислокации с соответствующим вектором сдвига. Перемещение частичной дислокации в плоскости (111) β-Со переводит атомный слой из положения в в а.

Необходимые для превращения одной решетки в другую атомные перемещения могут быть результатом действия однополюсного источника дислокаций Франка—Рида (см. рис. 1).

При каждом обороте вокруг неподвижной дислокации частичная дислокация переходит в другую плоскость, параллельную первой, но удаленную от нее на расстояние, равное двум межплоскостным расстояниям. Подобный механизм полиморфного превращения сходен с механизмом деформационного двойникования. Как и при двойниковании, переход атомов в новое положение осуществляется перемещением частичных дислокаций. Перемещающаяся дислокационная линия оставляет за собой слой атомов, переведенный в новое положение, присущее двойнику (двойникование) или а-модификации (полиморфное превращение). При каждом обороте частичная дислокация покидает плоскость скольжения, в которой совершила сдвиг, и переходит в другую плоскость, параллельную первой. Если при двойниковании частичная дислокация переходила в каждый следующий атомный слой, то при превращении г. ц. к. в г. п. упаковку переход осуществляется через атомный слой. Эти переходы из одной плоскости в другую происходят благодаря тому, что неподвижная (полюсная) дислокация является винтовой с вектором сдвига, равным удвоенному межплоскостному расстоянию. Таким образом, частичная дислокация скользит по некоторой спиральной поверхности, превращая г. ц. к. в г. п. упаковку. Во время сдвигового превращения в кобальте резко увеличивается плотность дислокаций. В некоторых металлах полиморфное превращение может происходить обоими путями. При малых переохлаждениях реализуется нормальный механизм, при больших — сдвиговый. У железа, например, небольшое переохлаждение ниже То = 910°С вызывает перестройку г. ц. к. → о. ц. к. нормальным путем. Если переохлаждение превысит сотни градусов, полиморфное превращение станет сдвиговым. Подобное влияние переохлаждения на механизм полиморфного превращения наблюдается и для других металлов.

Поделитесь этим материалом:
Share on FacebookShare on Google+Tweet about this on TwitterShare on LinkedInShare on VKEmail this to someone
Иван Перфильев
Информацию обо мне вы можете посмотреть на странице Об авторе |
Scroll Up