Задержка фазовых превращений

Описание различных фазовых превращений в твердых сплавах вскрывает поразительное разнообразие как простых, так и сложных случаев, которые почти все имеют практическое значение. Даже в одной и той же системе встречаются рядом процессы выделения, превращения и эвтектоидного распада, так что вообще бывает затруднительно их разграничить.

К счастью новейшие исследования показали, что для понимания и систематического использования изменений свойств, получающихся в результате термической обработки, часто можно обойтись без точного установления процессов, которых можно ожидать, судя по диаграмме состояний.

Учение о фазах, на законах которого основывается диаграмма состояний, имеет значение только для случая равновесного состояния. Полное равновесие наступает в сплавах лишь при сравнительно высокой температуре; для протекающих при этом процессов диаграмма состояний во всех своих деталях имеет поэтому решающее значение.

При медленном охлаждении в большинстве случаев процессы будут также протекать соответственно диаграмме состояний. Во всяком случае отклонения в свойствах у медленно охлажденных сплавов по сравнению со свойствами, которых можно ожидать при наступлении полного равновесия, обычно сравнительно малы.

Во многих сплавах, однако, и при очень медленном охлаждении происходят явления, которые непримиримы с установлением полного равновесия, поэтому и многие диаграммы состояний до сих пор не освещены во всех деталях и даже в тех их частях, которые особенно важны для практики.

Для изменений свойств, достигаемых термической обработкой, из диаграммы состояний важны главным образом две области - та, в которой происходит гомогенизирующий нагрев (Homogenisierungsgliihen) с последующей закалкой, и та, в которой фазовое превращение происходит само собой или при последующем отпуске. Верхняя область диаграммы состояний соответствует тому состоянию, которое должно быть достигнуто при достаточно длительном нагреве. Из нижней области диаграммы состояний мы узнаем те фазы и их концентрации, к которым сплав стремится в состоянии равновесия. Знакомство с состояниями, соответствующими этим обеим областям, - это основное, что может быть извлечено из диаграммы состояний.

Напротив, то что происходит в промежутке между этими обеими областями, для термической обработки сплава имеет весьма малое значение. Новейшие исследования говорят, что часто, даже при очень медленном охлаждении, не наступают изменения, которых можно было бы ожидать по диаграмме состояний. Так по аналогии с образованием эвтектики, мы привыкли понимать эвтектоидный распад как одновременное выделение двух фаз в виде мелких кристаллов, находящихся в тесном соседстве друг с другом, но даже и при эвтектике это не всегда имеет место, так как одна фаза может образовать крупные кристаллы, в то время как вторая фаза будет включать первую в форме мелких кристаллов. И в других эвтектоидных сплавах мы находим еще более резкие отклонения от того, что общепринято считать эвтектоидной структурой, например, имеющей место у обычной эвтектоидной углеродистой стали (0,9% О).