Difüzyonsuz dönüşüm - Diffusionless transformation - Wikipedia
 | Bu makalenin birden çok sorunu var. Lütfen yardım et onu geliştir veya bu konuları konuşma sayfası. (Bu şablon mesajların nasıl ve ne zaman kaldırılacağını öğrenin) (Bu şablon mesajını nasıl ve ne zaman kaldıracağınızı öğrenin)
|
Bir difüzyonsuz dönüşüm bir faz değişimi uzun menzil olmadan meydana gelen yayılma nın-nin atomlar bunun yerine, kristal yapısında bir değişikliğe neden olan birçok atomun bir tür işbirlikçi, homojen hareketi ile. Bu hareketler küçüktür, genellikle atomlar arası mesafelerden daha azdır ve atomlar göreceli ilişkilerini korurlar. Çok sayıda atomun düzenli hareketi, bazılarının bunlardan şu şekilde bahsetmesine neden olur: askeri aksine dönüşümler sivil difüzyon temelli faz değişiklikleri.[1]
Bu türün en sık karşılaşılan dönüşümü, martensitik Muhtemelen en çok çalışılmış olmasına rağmen, difüzyonel olmayan dönüşümlerin yalnızca bir alt kümesidir. Çelikteki martensitik dönüşüm, bu faz dönüşümleri kategorisinin ekonomik olarak en önemli örneğini temsil eder, ancak artan sayıda alternatif, örneğin şekil hafızalı alaşımlar daha da önemli hale geliyor.
Sınıflandırma ve tanımlar
Atomların (veya atom gruplarının) komşularına göre koordineli hareketiyle yapısal bir değişiklik meydana geldiğinde, bu değişiklik olarak adlandırılır. yer değiştiren dönüşüm. Bu, geniş bir dönüşüm yelpazesini kapsar ve bu nedenle başka sınıflandırmalar geliştirilmiştir [Cohen 1979].
İlk ayrım, hakimiyet altındaki dönüşümler arasında yapılabilir. kafes bozucu suşlar ve nerede karıştırır daha önemlidir.
Bain suşları olarak da bilinen homojen kafes-bozucu suşlar, birini dönüştüren suşlardır. Bravais kafes farklı bir tanesine. Bu bir suşla temsil edilebilir matris S bir vektörü dönüştüren y, yeni bir vektöre, x:
Düz çizgiler yeni düz çizgilere dönüştüğü için bu homojendir. Bu tür dönüşümlerin örnekleri arasında bir kübik kafes her üç eksende de boyutta artış (genişleme) veya kesme içine monoklinik yapı.
Karıştırmalar, adından da anlaşılacağı gibi, birim hücre içindeki atomların küçük hareketini içerir. Sonuç olarak, saf karıştırmalar normalde birim hücrenin şekil değişikliğine neden olmaz - yalnızca simetrisi ve yapısı.
Faz dönüşümleri, normal olarak, dönüştürülmüş ve ana malzeme arasında bir arayüzün yaratılmasıyla sonuçlanır. Bu yeni arayüzü oluşturmak için gereken enerji, doğasına - temelde iki yapının birbirine ne kadar iyi uyduğuna bağlı olacaktır. Dönüşüm bir şekil değişikliği içeriyorsa ek bir enerji terimi oluşur, çünkü yeni faz çevreleyen malzeme tarafından kısıtlanırsa, bu durum şunlara neden olabilir. elastik veya plastik deformasyon ve dolayısıyla bir Gerginlik enerji terimi. Bu arayüzey ve gerilim enerjisi terimlerinin oranı, yeni fazın dönüşüm kinetiği ve morfolojisi üzerinde dikkate değer bir etkiye sahiptir. Böylelikle, distorsiyonların küçük olduğu karma dönüşümlere arayüz enerjileri hakimdir ve gerilim enerjisinin daha büyük bir etkiye sahip olma eğiliminde olduğu kafes distorsiyonlu dönüşümlerden faydalı bir şekilde ayrılabilir.
Distorsiyonun dilatasyon ve kesme bileşenleri dikkate alınarak kafes distorsiyonlu yer değiştirmelerin bir alt sınıflandırması yapılabilir. Kayma bileşeninin baskın olduğu dönüşümlerde, yeni fazda, önceki aşamadan bozulmamış bir çizgi bulmak mümkündür. ebeveyn aşaması genişleme baskın olduğunda tüm çizgiler bozulur. Kayma baskın dönüşümler, doğuştan gelenlere kıyasla dahil olan suş enerjilerinin büyüklüğüne göre daha da sınıflandırılabilir. titreşimler Kafes içindeki atomların ve dolayısıyla gerilim enerjilerinin, oluşan fazın dönüşüm kinetiği ve morfolojisi üzerinde kayda değer bir etkiye sahip olup olmadığı. Gerinim enerjisi önemli bir faktör ise, dönüşümler olarak adlandırılır. martensitik ve değilse, dönüşüm olarak anılır yarı martensitik.
Demir-Karbon Martensitik dönüşüm
Arasındaki fark östenit ve martensit bazı yönlerden oldukça küçüktür: östenitin birim hücresi ortalama olarak mükemmel bir küp iken, martensite dönüşümü, yer değiştirmeli dönüşüm sırasında yayılması için zamanı olmayan ara karbon atomları ile bu küpü bozar. Birim hücre bir boyutta biraz uzarken diğer ikisinde kısalır. İki yapının matematiksel tanımı, simetri nedeniyle oldukça farklıdır (dış bağlara bakınız), ancak kimyasal bağ çok benzer kalır. Aksine sementit Seramik malzemeleri anımsatan bağlara sahip olan martensitin sertliğini kimyasal terimlerle açıklamak zordur.
Açıklama, kristalin boyuttaki ince değişikliğine bağlıdır. Mikroskobik bir kristalit bile milyonlarca birim hücre uzunluğundadır. Tüm bu birimler aynı yöne baktığından, yüzde bir kısmın bile bir kısmındaki bozulmalar, komşu malzemeler arasındaki büyük bir uyumsuzluğa dönüşür. Uyumsuzluk, sayısız yaratılışla çözülür. kristal kusurları anımsatan bir süreçte iş sertleştirme. İşlenerek sertleştirilmiş çelikte olduğu gibi, bu kusurlar atomların organize bir şekilde birbirlerinin üzerinden kaymasını engelleyerek malzemenin daha sert olmasına neden olur.
Şekil hafızalı alaşımlar ayrıca şaşırtıcı mekanik özelliklere sahiptir ve bunlar sonunda martensite benzetilerek açıklanmıştır. Demir-karbon sisteminin aksine, nikel-titanyum sistemindeki alaşımlar "martensitik" fazı oluşturan seçilebilir. termodinamik olarak kararlı.
Pseudomartensitik dönüşüm
Yer değiştirmeli dönüşüm ve difüzif dönüşüme ek olarak, yüksek basınçlı bir x-ışını kırınım sistemi kullanılarak dağıtıcı bir alt örgü geçişini ve atomik difüzyonu içeren yeni bir faz dönüşümü türü keşfedildi.[2] Yeni dönüşüm mekanizması, sözde artensitik bir dönüşüm olarak adlandırıldı.[3]
Referanslar
Notlar
- ^ D.A. Porter ve K.E. Doğulu, Metallerde ve alaşımlarda faz dönüşümleri, Chapman & Hall, 1992, sayfa 172 ISBN 0-412-45030-5
- ^ Chen, Jiuhua; Weidner, Donald J .; Parise, John B .; Vaughan, Michael T .; Raterron Paul (2001-04-30). "Fayalitte Olivin-Spinel Geçişi Sırasında Katyon Yeniden Düzenlemesinin Yüksek Basınç ve Sıcaklıkta In Situ Senkrotron X-Işını Kırınımı ile Gözlenmesi". Fiziksel İnceleme Mektupları. Amerikan Fiziksel Derneği (APS). 86 (18): 4072–4075. Bibcode:2001PhRvL..86.4072C. doi:10.1103 / physrevlett.86.4072. ISSN 0031-9007. PMID 11328098.
- ^ Kristin Leutwyler Yeni faz geçişi Bilimsel amerikalı, 2 Mayıs 2001.
Kaynakça
- Christian, J.W., Metallerde ve Alaşımlarda Dönüşüm Teorisi, Pergamon Press (1975)
- Khachaturyan, A.G., Katılarda Yapısal Dönüşümler Teorisi, Dover Yayınları, NY (1983)
- Green, D.J .; Hannink, R .; Swain, M.V. (1989). Seramiklerin Dönüşüm Güçlendirmesi. Boca Raton: CRC Basın. ISBN 0-8493-6594-5.