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Some aspects of the massive transformation

1988; University of Toronto Press; Volume: 36; Issue: 2 Linguagem: Francês

10.1016/0001-6160(88)90009-0

1878-0768

E. S. K. Menon, M.R. Plichta, H.I. Aaronson,

Microstructure and mechanical properties

A number of issues of current importance to achieving a fundamental understanding of the mechanisms of the massive transformation at the atomic level are identified and further considered. Re-analysis of published growth kinetics data for the massive transformation in six different alloy systems indicates that growth by the ledge mechanism is a reasonable possibility in all of them. Variations in the ratio of the inter-ledge spacing to the ledge height with boundary orientation and in the temperature-dependence of growth kinetics with boundary orientation also seem likely. Plateaux in plots of thermal arrest temperature vs a function of cooling rate are suggested to arise from changes in massive morphology with decreasing transformation temperature, derived from variations with boundary orientation of temperature-dependent growth kinetics. Solute “burial” during the massive transformation is concluded usually to be feasible only when the driving force for transfer back to the matrix of the atoms undergoing burial is much less than that for solvent atoms diffusing from the matrix to the product phase. Invariant plane strain surface reliefs can be generated during massive transformations when reaction occurs at sufficiently large undercoolings so that markedly anisotropic growth, involving comparatively large areas of partially coherent interphase boundary with a constant boundary orientation, is feasible. Massive transformation in a two-phase field below T0 is probably viable when the volume diffusivity in the matrix is too low relative to the trans-interphase boundary diffusivity to permit appreciable solute partition during growth. Nous identifions et analysons quelques questions fondamentales actuellement importantes, dans le but de comprendre les mécanismes de la transformation massive au niveau atomique. Une nouvelle analyse des données de la cinétique de croissance au cours de la transformation massive dans le cas de six systèmes d'alliages montre qu'une croissance par un mécanisme de marche est possible pour tous. Des variations dans le rapport: distance entre marches/hauteur de marche ainsi que dans l'influence de la température sur la cinétique de croissance, en fonction de l'orientation des joints, semblent également probables. Nous suggérons que les paliers sur les courbes de la température d'arrêt thermique en fonction d'une expression de la vitesse de refroidissement sont ds à des modifications de la morphologie massive avec une température de transformation décroissante, modifications provoquées par des variations, en fonction de l'orientation des joints, de la cinétique de croissance, elle-même fonction de la température. Nous en déduisons que “l‘enterrement” du soluté pendant la transformation massive n'est en général possible que lorsque la force motrice responsable du transfert en retour, vers la matrice, des atomes enterrés est nettement inférieure à la force motrice responsable de la diffusion des atomes solvants depuis la matrice vers la phase qui se forme. Des reliefs dans la surface de déformation plane invariante peuvent être créés pendant les transformations massives, quand la réaction a lieu pour des surfusions suffisamment importantes pour qu'une croissance nettement anisotrope (supposant des surfaces comparativement grandes de joints interphases partiellement cohérents, avec une orientation de joint constante) soit réalisable. La transformation massive, dans un champ à deux phases et au dessous de T0, est probablement viable quand la diffusivité volumique dans la matrice est trop basse par rapport à la diffusivité à travers le joint interphase pour permettre un partage appréciable du soluté pendant la croissance. In dieser Arbeit werden Aspekte, die für das grundlegende Verständnis der Mechanismen massiver Umwandlungen auf atomarer Ebene wichtig sind, festgestellt und weiter diskutiert. Publizierte Ergebnisse zur Kinetik solcher Umwandlungen in sechs verschiedenen Legierungssystemen zeigen, daβ Wachstum über einen Stufenmechanismus bei allen Systemen naheliegend ist. Änderungen im Verhältnis zwischen der Stufenhöhe und dem Stufenabstand mit der Grenzflächenorientierung sind auch wahrscheinlich. Als Ursache für die Plateaus, die bei Auftragungen der thermischen Haltetemperatur über einer Funktion der Abkühlrate auftreten, werden Veränderungen in der Morphologie bei absinkender Transformationstemperatur vorgeschlagen. Diese wiederum enstehen als Folge von Änderungen der temperaturabhängigen Wachstumskinetik in Abhängigkeit von der Grenzflächenorientierung. Es wird gefolgert, daβ das “Vergraben” gelöster Atome während der massiven Transformation nur ablaufen kann, wenn die treibende Kraft für den Rücktransport dieser Atome in die Matrix sehr viel kleiner ist als diejenige für die Diffusion aus der Matrix in die Tochterphase. Während der massiven Transformation können Oberflächen gleichbleibender ebener Verzerrung gebildet werden, wenn die Reaktion bei genügend groβer Unterkühlung abläuft; dadurch kann deutlich anisotropes Wachstum mit der Ausbildung vergleichweise groβer Bereiche von teilkohärenten Phasengrenzflächen konstanter Orientierung entstehen. Massive Transformation in einem zweiphasigen Feld unterhalb T0 ist wahrscheinlich möglich, wenn die Diffusivität im Volumen der Matrix im Vergleich zu der durch die Phasengrenzfläche hindurch zu klein ist und sich die gelöste Atomsorte dadurch nicht hinreichend verteilen kann.