Диффузия в твердых телах

Лабораторная работа № 2
ДИФФУЗИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ГОМОГЕНИЗАЦИИ АЛЮМИ-НИЕВЫХ СПЛАВОВ
Цель работы – изучить особенности процесса гомогенизации алюми-ниевых сплавов; получить навыки выбора рациональных временных и тем-пературных параметров гомогенизационного отжига.
Ответы на контрольные вопросы
1. Поясните сущность и цель проведения гомогенизации
Термическая обработка материала или детали – отжиг первого рода - может осуществляться по нескольким сценариям. Одним из них является процесс гомогенизации, ставящий своей целью уменьшение химической не-однородности в обрабатываемых материалах. Неоднородность эта, как пра-вило, появляется в результате кристаллизации. Все виды сплавов металлов, в отличие от чистых металлов, после проведения кристаллизации характери-зуются неравновесной структурой. Химическая неоднородность объясняется тем, что плавление исходных компонентов осуществлялось при различных температурах. Известно, что химическая неоднородность более заметна, если это различие в температурах менее выражено. Избавиться от химической не-однородности невозможно, ее, как правило, можно только уменьшить. В хо-де процесса гомогенизации применяют высокотемпературный с длительными выдержками отжиг - как правило, от 2 до 48 часов.
При высокой температуре скорость атомов в кристаллической решетке увеличивается и в течение определенного времени с ускорением диффузион-ного процесса происходит выравнивание химического состава. Но усредне-ние химического состава наблюдается только у одного зерна, таким образом, устраняется только дендритная ликвация. Для устранения химической неод-нородности в пределах части слитка необходимо выдерживать слитки при данной температуре в течение нескольких лет. Поскольку на производстве это практически невозможно, в процессе отжига на гомогенизацию постепен-но растворяются неравновесные интерметаллидные фазы, вероятность обра-зования которых достаточно велика в результате кристаллизации с большой скоростью. В дальнейшем при охлаждении после отжига подобные неравно-весные фазы больше не появляются.