Загальна кінетика пористого розпаду твердих розчинів свинець-олово

Abstract

Загальну кінетику комірчастого розпаду твердих розчинів Pb—Sn з вмістом 5,15, 7,60, 10,03, 12,38, 14,73, 19,22, 23,55, 27,70 та 29,05 ат.% Sn досліджено за температури 293 К методами оптичної мікроскопії, рентґеноструктурного аналізу та резистометрії. Процес старіння стопів Pb—Sn відбувається в дві стадії – первинної та вторинної комірчастих реакцій. Внаслідок первинної комірчастої реакції утворюється тонкоплатівчаста структура (комірки), що складається з послідовно розташованих платівок олова та збідненого твердого розчину на основі свинцю. Первинна платівчаста структура надалі розпадається в ході вторинної комірчастої реакції або переривчастого огрубіння. Вторинна комірчаста реакція відбувається за значно нижчої швидкости, ніж первинна комірчаста реакція, утворюючи платівчасту структуру нижчої дисперсности. Міряння параметра ґратниці свідчить, що концентрація збідненого твердого розчину в первинних комірках істотно вища за рівноважну, тоді як його концентрація у вторинних комірках наближається до рівноважної. Представлення експериментальних ізотермічних резистограм у координатах dρ/dlgτ−lgτ (ρ – електроопір, τ – час старіння стопу) уможливлює точне визначення часових інтервалів перебігу первинної та вторинної комірчастих реакцій, їхніх швидкісних параметрів.

Общая кинетика ячеистого распада твёрдых растворов Pb—Sn, содержащих 5,15, 7,60, 10,03, 12,38, 14,73, 19,22, 23,55, 27,70 и 29,05 ат.% Sn, исследована при температуре 293 К методами оптической микроскопии, рентгеноструктурного анализа и резистометрии. Процесс старения сплавов Pb—Sn протекает в две фазы – первичной и вторичной ячеистых реакций. В результате первичной ячеистой реакции образуется тонкопластинчатая структура (ячейки), состоящая из последовательно расположенных пластинок олова и обеднённого твёрдого раствора на основе свинца. Первичная пластинчатая структура в дальнейшем распадается в ходе вторичной ячеистой реакции или прерывистого огрубения. Вторичная ячеистая реакция протекает со значительно меньшей скоростью, чем первичная ячеистая реакция, образуя структуру более низкой дисперсности. Измерение параметра решётки свидетельствует о том, что концентрация обеднённого твёрдого раствора в первичных ячейках существенно выше равновесной, тогда как его концентрация во вторичных ячейках приближается к равновесной. Представление экспериментальных изотермических резистограмм в координатах dρ/dlgτ−lgτ (ρ – электросопротивление, τ – время старения сплава) даёт возможность точного определения временных интервалов протекания первичной и вторичной ячеистых реакций, их скоростных параметров.

The general kinetics of the cellular precipitation from the Pb—Sn solid solutions containing 5.15, 7.60, 10.03, 12.38, 14.73, 19.22, 23.55, 27.70 or 29.05 at.% Sn is investigated at the temperature of 293 K by light microscopy, X-ray diffraction, and electrical resistance measurements. Ageing process in Pb—Sn alloys passes in two stages–primary and secondary cellular reactions. Primary cellular reaction results in a fine lamellar structure (cells) consisting of alternating tin lamellae and depleted lead-based solid solution. Then, the primary cellular structure is decomposed by means of the secondary cellular reaction or the interrupted coarsening. The secondary cellular reaction occurs at a much slower rate than the primary cellular reaction and results in a much coarser lamellar structure. Lattice-parameter measurements show the depleted lead-based solid solution in the primary cells having a composition far from equilibrium, while that in the product of secondary cellular reaction is close to equilibrium one. Representation of the initial experimental isothermal electrical resistivity plots for Pb—Sn ageing within the dρ/dlgτ−lgτ coordinates (where ρ is electrical resistivity of alloy, τ is its ageing time) makes it possible to determine precise time intervals of primary and secondary cellular reactions and their rate parameters.