Описание кинетики ячеистого распада пересыщенных твёрдых растворов для сплава Pb—Sn

М. А. Иванов, А. Ю. Наумук, О. А. Шматко

Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03680, ГСП, Киев-142, Украина

Получена: 20.06.2014. Скачать: PDF

На основе подхода, который был развит авторами ранее для описания кинетики ячеистого распада пересыщенных твёрдых растворов, в данной работе выполнено сопоставление теоретических и экспериментальных данных по температурной зависимости различных характеристик такого процесса. При этом в качестве объекта сравнения выбирается, главным образом, стареющий сплав Pb—27,07 ат.% Sn. Для определения движущей силы распада используется простейшая модель парного взаимодействия ближайших соседей. Показано, что температурные зависимости скорости фронта распада и скорости выделения тепла описываются, в соответствии с экспериментальными данными, кривыми с максимумами, положения которых определяются конкуренцией движущей силы распада и коэффициента граничной диффузии олова на фронте распада. Найдено значение энергии активации для такой диффузии, которое оказывается порядка 0,27 эВ и находится в согласии с данными, полученными другими методами. Теоретически описан наблюдаемый в эксперименте сдвиг максимума теплового эффекта относительно максимума скорости движения фронта распада в сторону более низких температур. Показано также, что измеренные в эксперименте величины межпластиночных расстояний соответствуют процессам вторичного распада.

Ключевые слова: тепловой эффект ячеистого распада, граничная диффузия, скорость изменения свободной энергии, скорость движения фронта ячеистой реакции, ламельная структура, пересыщенные твёрдые растворы.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v36/i08/1059.html

PACS: 64.60.A-, 64.60.My, 64.75.Nx, 65.40.gd, 65.40.gp, 66.30.Fq


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. H. C. H. Carpenter and J. M. Robertson, J. Iron Steel Inst., 125, No. 1: 309 (1932).
  2. R. F. Mehl and D. W. Smith, Trans. TMS–AIME, 116, No. 1: 330 (1935).
  3. D. Turnbull and H. N. Treaftis, Acta Met., 3, No. 1: 43 (1955). Crossref
  4. W. DeSorbo and D. Turnbull, Acta Met., 4, No. 5: 495 (1956). Crossref
  5. R. G. Rose, Acta Met., 5, No. 7: 404 (1957). Crossref
  6. Н. Н. Буйнов, Р. Р. Захарова, Распад металлических пересыщенных твердых растворов (Москва: Металлургия: 1964).
  7. K. N. Tu and D. Turnbull, Acta Met., 15: 369 (1967); K. N. Tu and D. Turnbull, Acta Met., 15: 1317 (1967). Crossref
  8. Л. Н. Лариков, О. А. Шматко, Физ. мет. металловед., 30, № 6: 1173 (1970).
  9. Л. Н. Лариков, О. А. Шматко, Ячеистый распад пересыщенных твердых растворов (Киев: Наукова думка: 1976).
  10. О. А. Шматко, Металлофизика, 2, № 2: 97 (1980).
  11. W. H. Brandt, J. Appl. Phys., 16, No. 1: 139 (1945). Crossref
  12. C. Zener, Trans. AIME, 167, No. 1: 550 (1945).
  13. D. Turnbull, Acta Met., 3, No. 1: 55 (1955). Crossref
  14. M. Hillert, Jernkont. Ann., 141, No. 1: 757 (1957).
  15. J. W. Cahn, Acta Met., 7, No. 1: 18 (1959). Crossref
  16. М. А. Иванов, А. Ю. Наумук, Физ. мет. металловед., 115, № 9 (2014) (в печати). Crossref
  17. Г. В. Курдюмов, Л. М. Утевский, Р. И. Энтин, Превращения в железе и стали (Москва: Наука: 1977).
  18. А. А. Безпалий, В. Ф. Мазанко, М. І. Савчук, І. О. Шматко, О. А. Шматко, Металлофиз. новейшие технол, 34, № 9: 1265 (2012).
  19. M. Fatmi, Z. Boumerzoug, B. Ghebouli, T. Chihi, M. A. Ghebouli, and Z. K. Heiba, J. Optoelectron. Adv. Mat., 15, Nos. 11–12: 1256 (2013).
  20. K. N. Tu and D. Turnbull, Metall. Mater. Trans. B, 2, No. 9: 2509 (1971). Crossref
  21. W. Seith and J. G. Laird, Z. Metallkunde, 24, No. 123 (1932).
  22. L. D. Landau and E. M. Lifshitz, Statistical Physics. Pt. 1 (Oxford: Pergamon Press: 1980).