Старение металла что это такое


СТАРЕНИЕ МЕТАЛЛОВ • Большая российская энциклопедия

  • В книжной версии

    Том 31. Москва, 2016, стр. 175-176

  • Скопировать библиографическую ссылку:


Авторы: М. А. Штремель

СТАРЕ́НИЕ МЕТА́ЛЛОВ, из­ме­не­ние свойств ме­тал­лов и спла­вов, про­те­каю­щее са­мо­про­из­воль­но в про­цес­се дли­тель­ной вы­держ­ки при ком­нат­ной темп-ре (ес­те­ст­вен­ное ста­ре­ние) ли­бо при уме­рен­ном на­гре­ве (ис­кус­ст­вен­ное ста­ре­ние). С. м. про­во­дит­ся как спец. окон­ча­тель­ная опе­ра­ция тер­ми­че­ской об­ра­бот­ки для боль­шо­го чис­ла спла­вов, ко­то­рая обес­пе­чи­ва­ет по­лу­че­ние ком­плек­са не­об­хо­ди­мых ме­ха­нич. или фи­зич. свойств.

Ста­ре­ние, или «дис­пер­си­он­ное твер­де­ние», – осн. спо­соб уп­роч­няю­щей тер­мич. об­ра­бот­ки спла­вов на ос­но­ве цвет­ных ме­тал­лов – Al, Mg, Cu, Ni и др.; про­во­дит­ся при вы­держ­ке спла­ва ни­же темп-ры пред­ше­ст­вую­щей за­кал­ки с це­лью вы­де­ле­ния из твёр­до­го рас­тво­ра дис­перс­ных (0,01–1 мкм) вклю­че­ний, что при­во­дит к по­вы­ше­нию проч­но­сти.

В спла­вах на ос­но­ве же­ле­за при ста­ре­нии (при 20–300 °C и вы­держ­ке от не­сколь­ких ча­сов до не­сколь­ких лет) про­ис­хо­дит по­вы­ше­ние пре­де­ла те­ку­че­сти по ме­ре пе­ре­хо­да со­дер­жа­щих­ся в спла­вах N и C в сег­ре­га­ции (хи­мич. не­од­но­род­но­сти) и вы­де­ле­ния на дис­ло­ка­ци­ях. В за­ви­си­мо­сти от пред­ше­ст­вую­щей об­ра­бот­ки спла­ва ста­ре­ние мо­жет быть двух осн. ти­пов – за­ка­лоч­ное и де­фор­ма­ци­он­ное. Наи­боль­шее прак­тич. зна­че­ние име­ет де­фор­мац. ста­ре­ние, ко­то­рое в от­ли­чие от за­ка­лоч­но­го мо­жет про­ис­хо­дить при низ­ком со­дер­жа­нии при­мес­ных ато­мов в твёр­дом рас­тво­ре; оно на­блю­да­ет­ся прак­ти­че­ски для все­го диа­па­зо­на со­дер­жа­ния С в ста­ли, в то вре­мя как за­ка­лоч­ное да­ёт за­мет­ный эф­фект в осн. толь­ко для низ­ко­уг­ле­ро­ди­стых ста­лей. В слу­чае ко­гда де­фор­мац. ста­ре­нию пред­ше­ст­ву­ет хо­лод­ная пла­стич. де­фор­ма­ция, уп­роч­не­ние ста­ли по­вы­ша­ет­ся, но не­сколь­ко сни­жа­ет­ся пла­стич­ность. Ди­на­мич. де­фор­мац. С. м. – про­цесс ста­ре­ния, про­те­каю­щий не­по­сред­ст­вен­но в хо­де пла­стич. де­фор­мации; та­кую «тё­п­лую де­фор­ма­цию» ни­же тем­пе­ра­тур рек­ри­стал­ли­за­ции ис­поль­зу­ют для до­пол­нит. уп­роч­не­ния, напр., пру­жин­ной про­во­ло­ки и лен­ты.

Ста­ре­ние ста­ли мо­жет про­яв­лять­ся в ухуд­ше­нии пла­стич­но­сти и вяз­ко­сти за вре­мя дли­тель­ной экс­плуа­та­ции при кли­ма­тич. темп-рах. К про­цес­су соб­ст­вен­но С. м., в т. ч. де­фор­ма­ци­он­но­го, до­бав­ля­ет­ся де­гра­да­ция по­верх­но­ст­но­го слоя за счёт из­но­са, кор­ро­зии и пр. Для пре­дот­вра­ще­ния от­ри­цат. эф­фек­та С. м. в «не­ста­рею­щих ста­лях» по­ни­жа­ют со­дер­жа­ние C и N (до 10–3% по мас­се) или свя­зы­ва­ют их в со­еди­не­ния (TiC, AlN и др.). Экс­пресс-кон­троль ста­ли на воз­мож­ное С. м. – срав­не­ние удар­ной вяз­ко­сти до и по­сле хо­лод­ной де­фор­ма­ции и вы­держ­ки при 250 °C.

Старение металлов | Статья о старении металлов по The Free Dictionary

изменение механических, физических и химических свойств металлов и сплавов в результате отсутствия термодинамического равновесия в исходном состоянии и постепенного приближения структуры к состоянию равновесия в условиях которые обеспечивают достаточную скорость диффузии для атомов. При быстром охлаждении от высоких температур (при закалке или после кристаллизации и горячей обработки) металлы и сплавы частично или полностью сохраняют атомную структуру, характерную для высокотемпературного состояния.В чистых металлах нерегулярность этой структуры заключается в избыточной концентрации вакансий (для низких температур) и наличии других дефектов кристаллической структуры. В сплавах нарушение равновесия структуры может быть связано с удержанием фаз, неустойчивых при низких температурах. Наибольшее значение имеет старение сплавов, которое вызвано разложением пересыщенного твердого раствора. Состояние пересыщения в твердом растворе возникает после охлаждения сплавов от высоких температур, поскольку растворимость примесей или специально вводимых легирующих элементов обычно увеличивается с температурой.

Существует множество сплавов, для которых старение проводится как специальная операция термообработки, которая обеспечивает совокупность важных механических и физических свойств. Старение, или дисперсионное твердение, является основным методом упрочняющей термообработки сплавов на основе Al, Mg, Cu и Ni. Помимо высокой прочности, сплавы при старении могут приобретать другие ценные свойства, например высокую коэрцитивную силу.

При достаточно высокой степени пересыщения твердый раствор полностью нестабилен, и по всей массе раствора происходит разделение на слои с образованием сначала неоднородного твердого раствора с непрерывно изменяющимся составом, а затем частиц, расположенных периодически. с резким разделением границ.Разложение этого типа описывается как спинодальное и наблюдается в ряде технически важных сплавов (сплавы типа Кунифе для постоянных магнитов). Чаще для стареющих сплавов характерно метастабильное состояние твердого раствора, разложение которого должно происходить за счет образования и роста зародышей новой фазы. Однако этот процесс зарождения требует преодоления энергетического барьера. Барьер значительно снижается при образовании когерентных частиц, то есть частиц, кристаллическая решетка которых упруго сопряжена с решеткой исходного твердого раствора.При относительно низких температурах разложение твердых растворов часто останавливается на стадии образования зон. Зоны, которые представляют собой высокодисперсные области, обогащенные избыточным компонентом и сохраняющие кристаллическую структуру исходного раствора, были впервые обнаружены с помощью диффузного рассеяния рентгеновских лучей (зоны Гинье-Престона). С помощью электронной микроскопии зоны Гинье-Престона наблюдались в сплавах Al-Ag в виде сферических частиц диаметром примерно 10 ангстрем и в сплавах Al-Cu в виде пластин толщиной порядка шаг решетки (менее 10 ангстрем).Образование зон характерно для естественного старения, которое протекает при комнатной температуре в случае сплавов на основе алюминия, а также низкоуглеродистой стали или железа, в которых присутствует твердый раствор (феррит), пересыщенный углеродом или азотом. . В некоторых случаях зоны можно рассматривать как зародыши фазы разделения.

Концепция естественного старения противопоставляется искусственному старению, которое в случае алюминиевых сплавов (первых материалов, упрочняемых старением) осуществляется при повышенных температурах (выше 100 ° C).В современной литературе эти термины часто заменяются соответственно терминами «низкотемпературное старение» и «высокотемпературное старение». Ввиду различий в процессе разложения в разных диапазонах температур для различных сплавов оптимальный набор свойств достигается после сложного процесса старения, проводимого в определенной последовательности и при низких и высоких температурах.

Различают два основных механизма разложения пересыщенного раствора.Первый - это непрерывный механизм, который протекает путем образования и роста отдельных зародышей - частиц фазы, содержащей избыточный компонент твердого раствора; другой - прерывистый (или клеточный) механизм, при котором клетки или колонии появляются и начинают расти. Клетки или колонии обычно состоят из равновесных фаз, а именно новой фазы, обогащенной избыточным компонентом, и обедненного (равновесного) твердого раствора. При непрерывном механизме частицы образуются во всем объеме, и их рост сопровождается постепенным и непрерывным истощением твердого раствора матрицы.При прерывистом механизме происходит перемещение границы раздела между колониями и непревращенной областью твердого раствора. Колонии обычно имеют пластинчатую структуру и образуются на границе зерен. Их движущийся фронт представляет собой подвижную под большим углом границу с зерном исходного твердого раствора.

Особенно высокие значения прочности получаются при разложении твердого раствора, кристаллическая структура которого содержит высокую концентрацию дефектов, например дислокаций, вызванных интенсивной предварительной холодной обработкой.Процессы разложения твердых растворов также могут привести к нежелательным изменениям свойств сплава. В низкоуглеродистой котельной стали, например, эти изменения включают уменьшение хрупкости и снижение пластичности; в железе Armco часто наблюдается потеря магнитного поля и увеличение коэрцитивной силы. Некоторые сплавы склонны к так называемому деформационному старению. Относительно слабая холодная обработка, которая сама по себе существенно не изменяет свойства материала, значительно ускоряет процессы разграничения между компонентами твердого раствора.Эти процессы приводят сначала к сегрегации, а затем к отрыву, который происходит вблизи дислокаций. Деформация и старение значительно снижают упругость и пластичность сплавов, что обычно нежелательно для материалов, подвергающихся глубокой штамповке, например листовой стали, используемой при производстве автомобилей. Неблагоприятные эффекты старения можно значительно уменьшить за счет специального легирования и термообработки.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Скаков Ю. А. «Старые металлических сплавов.В коллекции «Металловедение» (Материалы симпозиума ). М., 1971.
Захарова М.И. Атомнокристаллическая структура и свойства металлов и сплавов . М., 1972.
Новиков И.И. Теория термической обработки металлов . Москва, 1974.
Тяпкин Ю. Д., Гаврилова А.В. «Старые сплавов». В сборнике Итоги науки и техники: Серия Металловедение и термическая обработка металлов , вып. 8. Москва, 1974.

Большая Советская Энциклопедия, 3-е издание (1970–1979).© 2010 The Gale Group, Inc. Все права защищены.

.

Старение металла | Занер - инновации и сотрудничество для достижения невероятного

Выше показано патинирование металлической поверхности, видимое на музее де Янга, проект, который Занер завершил в 2005 году. Первоначально архитекторы хотели придать музею легкий золотистый оттенок, но теперь это намерения развивались по мере развития разговора, и команда дизайнеров хотела, чтобы музей сливался и появлялся из лесной среды, как древняя структура коренных народов.

Захнер помог принять это решение.Будучи поборником целостности, устойчивости и эволюции меди, мы попросили клиентов немного поверить в этот материал, объяснив, что со временем он перейдет от ярко-золотисто-красного к темно-коричневому, черному и, наконец, он постепенно превратится в землистую зелень.

Другие металлы, устанавливаемые снаружи, такие как патина из цинка и стали, со временем сохраняют свой цвет, слегка темнея или светясь в некоторых случаях в зависимости от погоды, загрязнения и близости к воде.

Результаты далеки от статичного окрашенного вида; Отделка Zahner, как правило, отражает естественную красоту металла и окружающих его элементов.Краска легко желтеет, трескается, шелушится и царапается. Поверхности из натурального металла стареют более изощренно, усиливаясь и углубляясь.

.

Старение металлов - Большая химическая энциклопедия

Натрий обычно появляется в виде хлорида натрия. Хлориды, как правило, повторно активируют состаренные металлы на катализаторе и позволяют им причинять больший ущерб. [Pg.67]

Рассмотрим титан (Ti), металл космической эры, обсуждаемый в конце главы 1. Взяв число Авогадро равным 6,022 X 1023, вычислите ... [Pg.54]

Наконец, возраст-металличность связь в толстом диске - это очень предварительное утверждение, и, насколько нам известно, есть только одно исследование, которое утверждает возможность такой связи возраст-металличность ([5]).Это предполагает длительный период звездообразования в толстом диске ... [Pg.16]

Выводы, вероятно, не жизнеспособный сценарий (если установлено соотношение возраст-металличность в толстом диске, этот сценарий формирования находится в серьезном затруднении). .. [Pg.18]

Основываясь на имеющихся в настоящее время данных о содержании элементов и определениях возраста, толстый диск мог образоваться либо в результате сильного нагревающего слияния, либо в результате аккреции (существенных) спутников в иерархическом сценарии формирования галактик.Быстрый монолитный коллапс становится все более проблематичным по мере сбора данных. Было бы особенно важно установить, существует ли связь возраст-металличность в толстом диске или нет, поскольку в этом случае толстый диск не мог образоваться таким образом (поскольку модели показывают, что шкала времени образования звезд в толстый диск был бы очень коротким, см. [7]). [Pg.20]

Starburst 99 (Leitherer et al. 1999, 2001) дает синтетические спектры активно звездообразующих галактик, предполагая выбор разных возрастов, металличностей и начальных функций масс.[Pg.116]

Поэтому среди звезд диска в окрестностях Солнца ищутся количественные доказательства зависимости возраста от металличности, некоторые соответствующие данные показаны на рис. 8.16, 8.17 и 8.41. [Стр.265]

Рис. 8.17. Соотношение возраст-металличность для звезд диска с использованием данных Edvardsson et al. (1993). Открытые кружки, закрашенные кружки и крестики представляют соответственно звезды со средним галактоцентрическим расстоянием от 7 до 9 кпк (как Солнце), звезды из внутренней Галактики (менее 7 кпк) и из внешней Галактики (более 9 кпк).Кривые модели предполагают линейные законы звездообразования с
Это, однако, может быть обобщено (за исключением случаев, когда фактическое время имеет значение, как, например, в соотношении возраст-металличность или космохронологии), позволив co произвольно изменяться со временем и определив временную переменную u по формуле. (8.17). Клейтон (1985ab, 1987, 1988) разработал очень удобную серию моделей, в которых скорость притока равна... [Стр.279]
Рис. 8.41. Тонкие кривые зависимости возраста от металличности, предсказанные моделью двух притоков Чиаппини, Маттеуччи и Граттона (1997). Эскиз толстых кривых предлагаемых отдельных AMR для толстого и тонкого дисков. Данные взяты из Edvardsson et al. (1993). По материалам Chiappini et al. (1997) Пагеля (2004).
Рис. 11.3 для БМО. На рисунке 11.4 показаны результирующие отношения возраст-металличность, в отличие от окрестностей Солнца, здесь, по-видимому, существует достаточно четко определенная взаимосвязь, несмотря на отсутствие скоплений (по которым возраст в основном определялся в то время) в промежуточных возрастах.SMC, не имеющий такого зазора, показывает ... [Pg.348]
Рис. 11.4. Соотношение возраст-металличность для LMC согласно моделям SFR, показанным на рис. 11.3. После Пагеля и Таутвайсиене (1998).
Очищение. Две лаборатории отметили, что коммерческие образцы Kh22 и Nah3 неэффективны для превращения затрудненных триалкилборанов в соответствующие боргидриды.Обе группы обнаружили, что обработка состаренных гидридов металлов алюмогидридом лития в ТГФ приводит к получению высокоактивных гидридов, которые легко реагируют даже с такими затрудненными триалкилборанами, как трис (3-метил-2-бутил) боран. [Pg.265]

Гейл, Н. Х. (1991). Слитки оксида меди - их происхождение и их место в торговле металлами бронзового века в Средиземноморье. В торговле бронзового века в Средиземноморье, изд. Гейл, Н. Х., Исследования по средиземноморской археологии 90, Astroms, Jonsered, стр. 197-239. [Pg.364]

Все говорит о том, что соотношение Fe / H можно рассматривать как своего рода хронометр или хотя бы как показатель эволюции.Он определяет химическую историю Галактики и не может уменьшаться. Накопление железа в межзвездной среде таково, что содержание этого элемента увеличивается монотонно, хотя и далеко не линейно. Отношение Fe / H может быть откалибровано как функция времени путем совместного определения содержания железа и возраста очень многих звезд, выбранных из разных поколений. Это составляет основу соотношения возраст-металличность. [Стр.173]

Рис. 8.2. Содержание железа в зависимости от возраста звезд в окрестностях Солнечной системы (соотношение возраст-металличность). Определение возраста - дело сложное и несколько неопределенное. Это объясняет большие погрешности и разброс данных. Сверхновые типа la должны быть включены, чтобы воспроизвести наблюдаемую эволюцию железа.

.

Металлы, металлоиды и неметаллы - группы классификации элементов

Элементы периодической таблицы можно разделить на три различные группы: металлы, металлоиды и неметаллы.

Эта таблица Менделеева показывает три различные группы элементов. Металлоидная группа отделяет металлы от неметаллов. Элементы слева - это металлы, а неметаллы - справа. Исключение составляет элемент водород. Водород обладает свойствами неметалла при нормальных температурах и давлениях и щелочного металла при чрезвычайно высоком давлении.

Некоторые периодические таблицы включают зигзагообразную линию, чтобы различать металлы и металлоиды. Линия начинается ниже бора (B) и проходит между висмутом (Bi) и полонием (Po) или вниз между ливерморием (Lv) и теннессином (Ts). На самом деле металлы вблизи линии часто проявляют неметаллические свойства, а неметаллы имеют какой-то металлический характер.

Свойства металлов

Большинство элементов - металлы. Металлы включают группы щелочных металлов, щелочноземельных металлов, переходных металлов, основных металлов, лантаноидов и актинидов.Металлы обладают следующими свойствами:

  • Твердые при комнатной температуре (за исключением ртути)
  • Обычно блестящие, с металлическим блеском
  • Высокая температура плавления
  • Хороший проводник тепла
  • Хороший проводник электричества
  • Податливый - способный для измельчения в листы
  • Пластичный - можно натянуть на проволоку
  • Высокая плотность (исключение: литий, калий и натрий)
  • Коррозия на воздухе или в морской воде
  • Терять электроны в реакциях

Свойства металлоидов или полуметаллов

Металлоиды или полуметаллы обладают некоторыми свойствами металлов и некоторыми неметаллами.Металлоиды обычно имеют несколько форм или аллотропов с очень разными свойствами. Характеристики металлоидов включают:

  • Может быть тусклым или блестящим
  • Проводить тепло и электричество, но не так хорошо, как металлы
  • Хорошие полупроводники
  • Обычно пластичные
  • Обычно пластичные
  • Могут как приобретать, так и терять электроны в реакциях

Свойства неметаллов

Неметаллы включают группу неметаллов, а также галогены и благородные газы.Свойства неметаллов включают:

  • Тусклый, не блестящий
  • Плохой проводник тепла
  • Плохой проводник электричества
  • Не податливый или пластичный, обычно хрупкий
  • Более низкая плотность (по сравнению с металлами)
  • Более низкая температура плавления и кипения баллов (по сравнению с металлами)
  • Получение электронов в реакциях

Похожие сообщения

.

Смотрите также