ДИФФУЗИЯ В МЕТАЛЛАХ, СПЛАВАХ И
СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ
Диффузия в металлах и сплавах —
это элементарные процессы перемещения атомов кристаллического вещества на
расстояние больше параметра кристаллической решетки.
Наиболее вероятный механизм
диффузии связан с перемещением атомов по незанятым узловым положениям —
вакансиям (рис. 35, а) или
по междуузлиям (рис. 35, б).
Суммирование таких элементарных процессов перемещения
определяет массоперенос. Если массоперенос направленный и приводит к
местным изменениям концентрации перемещающихся атомов элемента,
растворенного в растворителе, процесс называют гетеродиффузией, если
имеет место перемещение атомов металла основного компонента без изменения
концентрации — процесс называют самодиффузией.
Как самодиффузия, так и
гетеродиффузия имеют большое значение для большинства процессов изменения
состояния металлов, оказывающих влияние на свойства. Фазовые и
структурные превращения при нагреве и охлаждении, получение того или иного
структурного состояния металла и соответственно его свойства, связаны с
протеканием диффузионных процессов. Даже образование при закалке
мартенсита, считающееся бездиффузионным превращением, зависит от
однородности твердого раствора перед закалкой, определяемого
диффузией растворенных элементов.
Очень большое значение процессы
диффузии имеют при различных видах сварки. При сварке давлением в
твердой фазе диффузия является основным процессом, определяющим
рекристаллизацию и улучшение свойств сварного соединения после
установления связи между свариваемыми активированными поверхностями.
При сварке плавлением процессы диффузии влияют на степень химической и
механической неоднородности металла шва и сварного соединения.
Особенно большое значение процессы гетеродиф-фузии имеют для формирования
сварных соединений разнородных сталей и разнородных металлов, так как
обычные закономерности диффузионного процесса осложняются специфическими
условиями диффузии — реакционной диффузией и диффузией, вызванной влиянием
состава на изменение термодинамической активности растворенного и
диффундирующего вещества.
