Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Về vai trò của cụm trong quá trình hình thành hạt nội tại trong điều kiện không có khuyết tật tĩnh
Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science - Tập 33 - Trang 1649-1658 - 2002
Tóm tắt
Trong một số hệ hợp kim, ví dụ như Cu-Co, việc hình thành cụm trước không ảnh hưởng đến quá trình hình thành mầm kết tủa, trong khi ở những hệ khác, ví dụ như Al-Cu-X, trong đó X có thể là Mg, Ag, Cd, In, Sn, Si hoặc Ge (đơn lẻ hoặc kết hợp), cụm không chỉ có thể tăng tốc độ động học hình thành của pha đầu tiên mà còn có thể thay đổi bản chất của pha này. Khi các nguyên tử dung dịch trong một cụm được gắn bó chặt chẽ với nhau nhưng không nguyên tử nào có năng lượng liên kết cao với các khoảng trống, cụm sẽ có xu hướng hòa tan và ngừng hình thành do mất đi các khoảng trống đã được làm nguội trước khi thời gian ủ cho quá trình hình thành kết tủa đã hết, trừ khi sự nồng độ khoảng trống môi trường đủ cao để duy trì quá trình hình thành cụm. Tuy nhiên, khi các nguyên tố dung dịch cũng gắn bó chặt chẽ với các khoảng trống, cụm có thể tồn tại qua và vượt qua thời gian ủ. Hai cơ chế được xem xét để các cụm này hỗ trợ quá trình hình thành kết tủa. (a) Một hoặc nhiều loại nguyên tử cấu thành cụm hấp phụ tại các giao diện của các hạt nhân và do đó làm giảm năng lượng bề mặt của chúng. (b) Tại các hạt nhân có hình dạng tấm (hoặc dạng lath) với năng lượng biến dạng cắt đáng kể, sự phân tách của các nguyên tử lớn vào các vùng chịu căng trong trường biến dạng địa phương và của các nguyên tử nhỏ và/hoặc các khoảng trống vào các vùng địa phương chịu nén có thể giảm đáng kể năng lượng biến dạng này. Quá trình hình thành xảy ra khi không có các khuyết tật tĩnh, chẳng hạn như các tập hợp, đứt gãy, biên giới nội bộ hoặc các hạt, rõ ràng là đồng nhất khi các cụm không hỗ trợ quá trình hình thành. Tuy nhiên, các kết quả từ đầu dò nguyên tử đã chứng minh sự tồn tại của các cụm sống lâu đủ để hỗ trợ quá trình hình thành và do đó gợi ý rằng định nghĩa về "hình thành không đồng nhất" nên được mở rộng để bao gồm cả những sự không đồng nhất liên tục dao động này.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
J.H. Hollomon and D. Turnbull: Progr. Met. Phys., 1953, vol. 4, p. 333.
H.I. Aaronson and C. Wells: Trans. AIME, 1956, vol. 206, p. 1216.
R.B. Nicholson: Phase Transformations, ASM, Metals Park, OH, 1970, p. 269.
H.S. Rosenbaum and D. Turnbull: Acta Metall., 1959, vol. 7, p. 664.
A. Cerezo, T.J. Godfrey, and G.D.W. Smith: Rev. Sci. Instrum., 1988, vol. 59, p. 83.
J.B. Cohen: Metall. Trans. A, 1992, vol. 23A, pp. 2685–97.
S.P. Ringer and K. Hono: Mater. Characterization, 2000, vol. 44, p. 101.
G.W. Lorimer and R.B. Nicholson: The Mechanism of Phase Transformations in Crystalline Solids, Institute of Metals, London, 1969, p. 36.
J.M. Silcock, T.J. Teal, and H.K. Hardy: J. Inst. Met., 1955–56, vol. 84, p. 23.
R. Sankaran and C. Laird: Mater. Sci. Eng., 1974, vol. 14, p. 271.
J.M. Howe: Phil. Mag. Lett., 1994, vol. 70, p. 111.
J.F. Nie, H.I. Aaronson, and B.C. Muddle: Proc. Int. Conf. on Solid-Solid Phase Transformations, Japan Institute of Metals, Tokyo, 1999, vol. 12, p. 157.
F.K. LeGoues and H.I. Aaronson: Acta Metall., 1984, vol. 32, p. 1855.
H.I. Aaronson and F.K. LeGoues: Metall. Trans. A, 1992, vol. 23A, pp. 1915–45.
J. Feder, K.C. Russell, J. Lothe, and G.M. Pound: Adv. Phys., 1966, vol. 15, p. 111.
J.W. Cahn and J.E. Hilliard: J. Chem. Phys., 1959, vol. 31, p. 688.
W.A. Soffa and D.E. Laughlin: Proc. Int. Conf. on Solid-Solid Phase Transformations, TMS-AIME, Warrendale, PA, 1982, p. 159.
M.F. Chisholm and D.E. Laughlin: Phase Transformations ’87, G.W. Lorimer, ed., Institute of Metals, London, 1988, p. 1.
R. Gronsky: Proc. 40th Ann. EMSA Meeting, Claitor’s, Baton Rouge, LA, 1982, p. 500.
K.B. Alexander, F.K. LeGoues, H.I. Aaronson, and D.E. Laughlin: Acta Metall., 1984, vol. 32, p. 2241.
J.L. Gragg and J.B. Cohen: Acta Metall., 1971, vol. 19, p. 507.
X. Jiang, W. Wagner, and H. Wollenberger: Z Metallkd., 1991, vol. 82, p. 192.
D.R. Haeffner and J.B. Cohen: Acta Mater., 1989, vol. 37, p. 2185.
X. Auvray, P. Georgeopoulos, and J.B. Cohen: Acta Metall., 1981, vol. 29, p. 1061.
E. Matsubara and J.B. Cohen: Acta Metall., 1985, vol. 33, p. 1945.
E. Matsubara and J.B. Cohen: Acta Metall., 1985, vol. 33, p. 1957.
R.J. Rioja and D.E. Laughlin: Acta Metall., 1980, vol. 23, p. 1301.
T.B. Wu and J.B. Cohen: Acta Metall., 1983, vol. 31, p. 1929.
W. Wagner: J. Phys. F: Met. Phys., 1987, vol. 16, p. L239.
W. Wagner: Z Metallkd., 1989, vol. 80, p. 873.
W. Wagner and W. Petry: Phys. B, 1989, vols. 156–157, p. 65.
J.W. Christian: Acta Metall., 1958, vol. 6, p. 377.
F.K. LeGoues, H.I. Aaronson, Y.W. Lee, and G.J. Fix: Proc. Int. Conf on Solid → Solid Phase Transformations, TMS-AIME, Warrendale, PA, 1982, p. 427.
H.E. Cook, D. deFontaine, and J.E. Hilliard: Acta Metall., 1969, vol. 17, p. 765.
H.E. Cook and D. deFontaine: Acta Metall., 1969, vol. 17, p. 915.
H.E. Cook and D. deFontaine: Acta Metall., 1971, vol. 19, p. 607.
K.C. Russell: Acta Metall., 1969, vol. 17, p. 1123.
L. Bourgeois, J.F. Nie, and B.C. Muddle: Materials Science Forum, in press.
S.P. Ringer, K. Hono, and T. Sakurai: Metall. Mater. Trans. A, 1995, vol. 26A, pp. 2207–18.
A. Garg, Y.-C. Chang, and J.M. Howe: Scripta Metall., 1990, vol. 24, p. 677.
S.P. Ringer, K. Hono, I.J. Polmear, and T. Sakurai: Acta Metall. Mater., 1996, vol. 44, p. 1883.
J.H. Auld and J.T. Vietz: The Mechanism of Phase Transformations in Crystalline Solids, Institute of Metals, London, 1969, p. 77.
R.J. Chester and I.J. Polmear: The Metallurgy of Light Alloys, Institute of Metals, London, 1983, p. 75.
L. Reich, M. Murayama, and K. Hono: Acta Mater., 1998, vol. 46, p. 6053.
J.M. Howe: Phil. Mag. Lett., 1994, vol. 70, p. 111.
H.D. Chopra, L.J. Liu, B.C. Muddle, and I.J. Polmear: Phil. Mag. Lett., 1995, vol. 71, p. 319.
S.P. Ringer, T. Sakurai, and I.J. Polmear: Acta Mater., 1997, vol. 45, p. 3731.
H.D. Chopra, B.C. Muddle, and I.J. Polmear: Phil. Mag. Lett., 1996, vol. 73, p. 351.
S.P. Ringer, G.C. Quan, and T. Sakurai: Mater. Sci. Eng. A, 1998, vol. 250A, p. 120.
H.I. Aaronson and J.K. Lee: Lectures on the Theory of Phase Transformations, 2nd ed., TMS, Warrendale, PA, 2000, p. 165.
J.D. Eshelby: Proc. R. Soc., 1957, vol. A241, p. 376.
Raju V. Ramanujan, J.K. Lee, F.K. LeGoues, and H.I. Aaronson: Acta Metall., 1989, vol. 37, p. 3051.
C.R. Hutchinson, X. Fan, S.J. Pennycook, and G.J. Shiflet: Acta Mater., vol. 49, p. 2827.
E. Hornbogen: Aluminum, 1967, vol. 43, p. 9.
J.W. Christian: Progr. Mater. Sci., 1997, vol. 42, p. 101.
X. Gao, J.F. Nie, and B.C. Muddle: Proc. Int. Conf. on Solid-Solid Phase Transformations ’99, Japan Institute of Metals, Tokyo, 1999, vol. 12, p. 225.
S. Ozbilen and H.M. Flower: Acta Metall., 1989, vol. 37, p. 2993.
L.F. Mondolfo: Aluminum Alloys—Structure and Properties, Butterworth and Co., London, 1976.
K.S. Raman, E.S.D. Das, and K.I. Vasu: Scripta Metall., 1970, vol. 4, p. 291.
J.P. Hirth and J. Lothe: Theory of Dislocations, 2nd ed., John Wiley, New York, NY, 1982.