Рост кристаллов

По прежним представлениям новая фаза возникает благодаря тому, что в основной массе, способной к фазовому превращению, время от времени образуются маленькие зародыши новой фазы, которые постепенно врастают в основную массу, питаясь за ее счет. Это представление о росте кристаллов развито и подтверждено Тамманном относительно кристаллизации из расплава. Оно, кроме того, распространяется и на процесс рекристаллизации. При процессах превращения, однако, при такой механизм наблюдается сравнительно редко. Только в случае р-фазы в системе серебро - цинк по Виртсу был фактически установлен рост зародышей новых кристаллов.

Увеличение зародышей при определенной температуре как в этом, так и в других случаях происходит таким образом, что их диаметр увеличивается приблизительно прямо пропорционально времени. Если предположить еще, что число зародышей увеличивается прямо пропорционально времени и неизмененному объему.

При процессе образования зародышей и роста кристаллов проходит, следовательно, известное время, раньше чем образуется заметный объем новой фазы. Затем он увеличивается очень быстро (приблизительно пропорционально четвертой степени времени), пока все количество сплава не подвергнется превращению. Показывают на примере сплава серебра и цинка, что изменения свойств при этом превращении происходят действительно по совершенно сходным кривым, т. е. приблизительно пропорционально объему новой фазы. Таким образом в подобном случае отсутствуют все те резкие аномалии свойств, которые главным образом и служат причиной большого технического интереса к процессам превращения, однако этот сплав пока единственный, при котором после закалки и отпуска, т. е. действительной термической обработки, установлен такой механизм превращения.

Напротив, рост кристаллов, по-видимому, является общим явлением для всех превращений при высоких температурах. Кривые изменения состояния, при этом для превращения углеродистой стали при высокой температуре. В случае а-латуни по форме выделяющихся при высокой температуре кристаллов, также можно заключить о бесспорном наличии роста кристаллов. Особенно важным является для этих случаев тот факт, что при высоких температурах не наступает никаких аномалий в свойствах.

Сталь и латунь при низких температурах превращения ведут себя совершенно иначе как в отношении механизма превращения, так и в отношении изменения свойств, поэтому можно предположить, что рост кристаллов связан с переходом за известные критические для подвижности атомов температуры. Эта диффузия препятствует сохранению искажения решетки в форме промежуточных состояний, которые служат причиной аномалий свойств при термической обработке.

Во всяком случае твердо установлено, что обычно процесс превращения при высоких температурах, в противоположность низким, может протекать без наступления аномалий свойств.

Строение фазы, возникшей вследствие роста кристаллов, характеризуется как будто еще тем, что отдельные ее кристаллики обнаруживают неправильные очертания. Правда, они могут принимать известные простые геометрические формы, например форму звезд, пластинок, игл и т. д.; но эти последние всегда оказываются неправильными. Причина этого заключается, вероятно, в том, что процессу роста всюду мешают небольшие и от места к месту различные препятствия.