IMG00 301 (2)

j nn właściwości stopów

składowych ma odrębne właściwości, toteż właściwości materiału stanowią _w nym sensie wypadkową obu faz. Decydujące znaczenie ma udział poszczególny^' w strukturze oraz ich kształt geometryczny, natomiast wielkość ziarn ma znaczenie. Wyraźny wpływ wywiera również niejednorodność struktury. Objawia*** ona głównie segregacją strefową (por. punkt 4.1.6), tj. nierównomiernym rozmJ*¹ czeniem ziarn poszczególnych faz, natomiast zróżnicowanie wielkości ziarna o|(_r* lonej fazy w stopach dwufazowych występuje rzadziej.

Często formą segregacji strefowej jest pasmowy rozkład składników si₀ wywołany np. w stalach działaniem fosforu. Rozkład pasmowy wpływa ujemnie * właściwości: zmniejsza wytrzymałość, a powiększa kruchość oraz może być przyj* ną anizotropii materiału. Wreszcie formą segregacji strefowej jest skupienie drób. nych wydzieleń jednej fazy na granicach ziarn drugiej fazy. Struktura taka tworzyg. w czasie przemiany wydzielania z przesyconego roztworu stałego, zwłaszcza wyd^ lania nieciągłego. Jeżeli faza dyspersyjna jest twarda i krucha, a osnowa plastycy co występuje często, to taka struktura zawsze odznacza się dużą kruchością.

Porównanie struktur jedno- i dwufazowych wypada zdecydowanie na korzyjj pierwszej w zakresie odporności na korozję elektrochemiczną. W strukturach dwufazowych sąsiedztwo ziarn różnych faz stanowi potencjalne mikroogniwo, co jen głównym powodem mniejszej odporności korozyjnej. W zakresie właściwości mcdu. nicznych trudno jest mówić o zdecydowanej wyższości, bowiem ogólnie struktury jednofazowe odznaczają się większą plastycznością, a struktury dwufazowe - wjęt. szą wytrzymałością.

14.2.2. Wpływ kształtu ziarna

W strukturach jednofazowych w stanie równowagi ziarna mają kształt polie-dryczny, natomiast struktury dwufazowe, jak już wspomniano, można zaliczyć do jednego z pięciu typów: ziarnistego, płytkowego, kulkowego, iglastego i dyspersyjnego. Struktury rzeczywiste często nie mają wyraźnych cech określonego typu. Uwan się, że zniekształcenie jest spowodowane warunkami krzepnięcia, a częściej - zanieczyszczeniami stopu.

Struktura ziarnista (rys. 14.la) składa się z równoosiowych ziarn obu faz w przybliżeniu jednakowej wielkości rozmieszczonych w sposób statystycznie nr uporządkowany. Przykładem struktury ziarnistej jest dwufazowy mosiądz (o zawai-tości 38 -f- 48% Zn). Przy założeniu równomiernego rozkładu ziarn obu faz, właściwości stopu zależą od wielkości ziarna. Gruboziarnistość często powoduje kruchość i nieco zmniejsza wytrzymałość.

Struktura płytkowa (rys. 14.Ib) składa się z przypadkowo zorientowanych pęków (kolonii) na przemian ułożonych płytek jednej i drugiej fazy. Strukturą tak? odznaczają się stopy o składzie mieszanin eutektycznych lub eutektoidalnych, pod warunkiem dostatecznej czystości. W przypadku tworzenia się struktury w warunkach izotermicznych grubości każdego rodzaju płytek są praktycznie jednakowe

Rys. 14.1. Typy mikrostruktur: a) ziarnista, b) płytkowa, c) kulkowa, d) iglasta, e) dyspersyjna

Klasycznym przykładem struktury płytkowej jest występująca w stopach żelaza mieszanina eutektoidalna ferrytu i cementytu, zwana perlitem. W strukturach płytkowych często obie fazy różnią się wyraźnie wytrzymałością i twardością.

W takim przypadku właściwości stopu zależą od dyspersji płytek. W miarę wzrostu dyspersji (zmniejszania grubości płytek) powiększa się twardość i wytrzymałość stopu, a nieco zmniejsza kruchość.

Struktura kulkowa (rys. 14.1c) składa się w przybliżeniu z jednakowej wielkości kulistych wydzieleń jednej fazy, rozmieszczonej równomiernie w ziarnistej osnowie drugiej. Przykładem takiej struktury jest cementyt kulkowy w stalach średnio-i wysokowęglowych. Strukturę kulkową często otrzymuje się przez długotrwałe wygrzewanie stopu o strukturze płytkowej, jak to jest w przypadku perlitu. Następuje wówczas koagulacja płytek jednej fazy (cementytu), a koalescencja płytek drugiej (ferrytu). I w tym przypadku właściwości stopu wykazują analogiczną jak w strukturze płytkowej zależność od dyspersji. Ponadto segregacja kulistych wydzieleń jednej fazy objawiająca się nierównomiernie rozłożonymi skupieniami, a zwłaszcza pasmami wydzieleń, pogarsza właściwości, powodując kruchość, a nawet anizotropię wytrzymałości i wyraźniejszą plastyczności. Przy jednakowym składzie stop o strukturze płytkowej odznacza się większą wytrzymałością i twardością, natomiast o strukturze kulkowej - wyraźnie większą plastycznością.

Struktura iglasta (rys. 14.1d) składa się z mniej lub więcej wyraźnych igieł jednej fazy rozmieszczonych w ziarnistej osnowie drugiej fazy. Przykładem takiej struktury jest np. zaeutektyczny stop Al-Si. Struktura iglasta, zwykle twarda i krucha, jest na ogół niepożądana. Struktury iglastej można niekiedy uniknąć, stosując odlewniczy zabieg modyfikacji. Powiększenie liczby zarodków krystalizacji powoduje tak silne rozdrobnienie fazy iglastej, że nabierają one kształtu drobnych, praktycznie równoosiowych ziarn.

Wreszcie struktura dyspersyjna (rys. 14.1e) składa się z bardzo drobnych, praktycznie kulistych, wydzieleń jednej fazy (często fazy międzymetalicznej) równomiernie rozłożonych (wydzielanie ciągłe) w osnowie ziarn drugiej fazy (roztworu stałego). Struktura taka powstaje w wyniku wydzielania się fazy przesycającej z roztworu stałego, np. Al-Cu, Al-Mg i in. Struktura dyspersyjna poprzez blokowanie dyslokacji działa umacniająco, powiększając wyraźnie wytrzymałość i twardość, kosztem pewnego zmniejszenia ciągliwości stopu. Dlatego struktura dyspersyjna często jest wywołana zabiegiem obróbki cieplnej utwardzania dyspersyjnego. Segregacja wydzieleń, np. skupienie ich na granicach ziarn osnowy (wydzielanie nieciągłe), może powodować znaczną kruchość stopu.