Рекристаллизация упорядочивающихся сплавов

Возврат и рекристаллизация упорядочивающихся сплавов имеют много общего с этими процессами в чистых металлах и неупорядочивающихя сплавах. Однако для них характерны и существенные особенности:

• 1. Сплавы, деформированные в упорядоченном состоянии рекристаллизуются с большей скоростью, чем деформированные в неупорядоченном состоянии, что принято объяснять более высокой запасенной энергией.
• 2. Упорядочение резко уменьшает скорость миграции границ зерен. Отклонение от стехиометрии обычно увеличивает подвижность границ, поскольку увеличивает скорость диффузии.
• 3. Твердость упорядочивающихся сплавов в процессе возврата уменьшается, если температура больше температуры Курнакова (Т_с) и увеличивается, если температура меньше Т_с. Тип кристаллической структуры, Т_с, характер упорядочения: гетерогенный (образование и рост зародышей упорядоченной фазы) или гомогенный (увеличение степени дальнего порядка), возможность образования антифазных доменов — все это не позволяет (по крайней мере, в настоящее время) дать полное описание процессов, идущих при отжиге деформированных упорядочивающихся сплавов и интерметаллидов.

В отдельных случаях наблюдается четкая картина этих процессов. Так, при отжиге деформированного сплава Fe-Co-V (решетка В2) выше температуры Курнакова (725 С) происходит быстрая рекристаллизация. Между 600 и 725 С сплав быстро упорядочивается, при этом унаследованные от деформации дефекты частично сохраняются: вслед за упорядочением идет медленная рекристаллизация. Между 475 С и 600 С идет со средней скоростью гомогенное упорядочение сплава. Наблюдается возврат в результате аннигиляции дислокаций, но рекристаллизации не происходит: движущих сил недостаточно для миграции границ в упорядоченной решетке.

Деформированные упорядочивающиеся сплавы «дважды термодинамичеки нестабильны». При отжиге выше Г_с снижается их деформационный наклеп, зарождаются и растут рекрисгаллизованные зерна. При дальнейшем охлаждении сплавы полностью или частично упорядочиваются.

Ниже Т_с возникают упорядоченные монодомены, плотность дислокаций в которых на несколько порядков ниже, чем в деформированном состоянии. В сплавах с решеткой L1₀^[1] наряду с равноосными монодоменами зарождаются и дисперсные с-домены (при более высокой температуре только с-домены). Длительная выдержка формирует типичную структуру рекристаллизованных металлов: растущие новые равноосные зерна поглощают объемы, заполненные с-доменами. Отличие от неупорядочивающихся сплавов лишь в том, что эти зерна — монодомсны.

При отжиге ниже Т_с полигональная структура не образуется не только из-за малой подвижности дислокаций (затруднено или даже невозможно перераспределение сверхструктурных дислокаций поперечным скольжением и переползанием). В се образовании нет необходимости: зародышами рекристаллизованных зерен являются упорядоченные домены. Рекристаллизация — диффузионный процесс, но тасовка атомов у неупорядочивающихся сплавов — механизм диффузии лишь при миграции высокоугловых границ, тогда как при отжиге упорядочивающихся сплавов такое последовательное перераспределение атомов в узких двумерных зонах происходит на всех стадиях.

Распространенные представления о том, что упорядочение препятствует рекристаллизации, в ряде случаев нуждается в уточнении. Процесс, описанный выше, и есть рекристаллизация: в деформированном сплаве возникают упорядоченные зародыши зерен и растуг до заполнения объема сплава. Более того, для сплавов с решеткой Ll₀ этот процесс можно рассматривать и как фазовое превращение первого рода, чем он и является: фаза с ГЦКрешеткой превращается в тетрагональную фазу. Но существуют и экспериментальные свидетельства о затруднении рекристаллизации в результате упорядочения, полученные, например, при исследовании эквиатомного сплава NiPt (Ll₀), деформированного волочением на 75%^[2]. Его полное упорядочение, сопровождающееся устранением деформационного наклепа, не изменяет зеренной структуры — сохраняются границы исходных выгянугых зерен. Такая структура обусловливает оптимальное сочетание прочностных и пластических свойств. Полностью упорядоченный после пластической деформации эквиатомный сплав NiPt наследует как зеренную, так и аксиальную кристаллографическую текстуру, и рекристаллизованный поликристалл при дальнейшей деформации растяжением подобен монокристаллу с высокими пластическими свойствами.

• [1] s Огородникова О. М., Литвинов В. С. Кинетика упорядочения сплавов пла-тина-никель-медь по типу Ll0 // ФММ. — 1993. — Т. 75. — № 6. — С. 113−117.
• [2] Огородникова О. М., Литвинов В. С., Саханская И. Н. Текстура, структура ипластичность упорядоченного сплава NiPt // ФММ. — 1990. — № 7. — С. 147−151.