A Comparative Study of the Kinetics of Interface Diffusion Controlled Transformations In Fe-Zn Alloys

Abstract

A comparative study of the kinetics of discontinuous precipitation, coarsening and dissolution, diffusion induced grain boundary migration and grain growth has been carried out in Fe-Zn alloys. Except for cells of the discontinuous coarsening reaction, rates of migration of the cell boundaries of precipitation and dissolution and diffusion induced grain boundary migration (DIGM) rates lie within an order of magnitude of each other. The rate of cell boundary migration during discontinuous coarsening is two orders of magnitude smaller than those for the four transformation processes mentioned above. The kinetics (of minimum rate) of grain growth which occurs after long annealing times is comparable to the discontinuous precipitation and coarsening in the Fe-Zn alloy. The kinetics (of maximum rate) of grain growth, which corresponds to short annealing times, are comparable to the discontinuous dissolution and DIGM. The diffusivity values lie within an order of magnitude of the boundary diffusivity during grain growth when considered at the same temperature (extrapolated). Although the driving force differs by four orders of magnitude from as low as 0.08 Jmol−1 for grain growth to 1420 Jmol−1 for DIGM at 923 °K, the small difference in the diffusivity (kDbδ) predicts that the conduit for solute transport is the same for the above transformations.On a effectué une étude comparative de la cinétique de précipitation discontinue, de grossissement et de dissolution, de migration de joints de grain induite par diffusion (DIGM) et de croissance de grain, d'alliages de Fe-Zn. À l'exception des cellules de réaction de grossissement discontinu, le taux de migration des joints de cellules de précipitation, de dissolution ainsi que le taux de migration de joints de grain induite par diffusion se situent à un ordre de grandeur l'un de l'autre. Le taux de migration du joint de la cellule lors du grossissement discontinu est de deux ordres de grandeur plus petit que celui des quatre procédés de transformation mentionnés ci-dessus. La cinétique (taux minimum) de croissance de grain qui se produit après une longue durée de recuit est comparable à la précipitation discontinue et au grossissement de l'alliage Fe-Zn. La cinétique (taux maximum) de croissance de grain qui correspond à de courtes périodes de recuit est comparable à la dissolution discontinue et à “DIGM”. Les valeurs de diffusivité se situent à un ordre de grandeur de la diffusivité du joint lors de la croissance de grain lorsque considérée à la même température (extrapolée). Bien que la force directrice diffère par quatre ordres de grandeur, allant de 0.08 Jmol−1 pour la croissance de grain jusqu'à 1420 Jmol−1 à 923 °K pour “DGIM”, la petite différence de diffusivité (kDbδ) prédit que le conduit pour le transport de soluté est le même pour les transformations ci-dessus.