Превращения чистых металлов

Фазовые превращения металлов и сплавов, объединяемые общим названием превращения, являются при современном уровне знаний значительно более сложными и разнообразными, чем процессы выделения. Эти последние, как описано в предыдущей главе, у всех сплавов в основном протекает по одним и тем же законам. Напротив, по диаграмме состояния можно обнаружить ряд весьма различных превращений. Тем не менее диаграмма состояния не стоит в какой-либо тесной связи с механизмом превращения, так как одинаковые состояния могут подчиняться совершенно различным законам, и наоборот, совершенно различные состояния могут подчиняться одним и тем же законам.

Простейшие случаи превращения мы ожидаем встретить у чистых металлов. Здесь можно скорее всего предполагать, что процесс состоит из одного изменения решетки, так как изменение расположения атомов не представляется необходимым.

Для всех до сих пор подробно исследованных металлов процесс превращения происходит именно так. В соответствии с этим мы обнаруживаем простые геометрические отношения, в частности между тремя важнейшими формами решетки металлов: кубической гранецентрированной, гексагональной с плотной упаковкой, а также кубической пространственно-центрированной. Эти отношения сохраняют свое значение для всех трех типов решеток и при процессах превращения и выделения в сплавах.

Особенно простое изменение решетки, имеется по Вассерману в кобальте при переходе от устойчивой при высокой температуре кубической гранецентрированной решетки к гексагональной решетке с плотной упаковкой. В результате простого сдвига плоскостей октаэдра по отношению друг к другу, связанного с одновременными незначительными изменениями расстояний между атомами, возникает гексагональная решетка. Так как для этого имеются четыре возможности, то каждый образованный из расплава кристалл распадается, как правило, на несколько групп параллельных кристаллических пластинок.

При известных внешних условиях может также случиться, что крупные кристаллы снова превратятся в один единственный кристалл. Превращение устойчивой при низких температурах гексагональной модификации в кубическую протекает при нагревании весьма быстро. Кубическая модификация может, напротив, иметься в таком состоянии, которое почти (или совсем) не подвержено превращениям. Так, прокатный листовой материал, путем отжига выше точки превращения переведенный в кубическую модификацию, должен сначала отжигаться при очень высокой температуре (выше 1000°) или снова прокатываться в холодном состоянии, раньше чем он опять перейдет в гексагональную модификацию. Порошок кобальта, изготовленный при температуре между 420 и 1015°, ведет себя также анормально.

У таллия имеет место то же изменение решетки, что и у кобальта. По нескольким опытам Делингера и монокристаллы таллия ведут себя совершенно так же, как монокристаллы кобальта.