Kinetics of precipitate growth in the copper-chromium system

Abstract

The growth kinetics of chromium in a Cu-0.35 wt % Cr alloy were studied. At low temperatures and short ageing times the particle morphology was spherical; at higher temperatures and longer ageing times rod-shaped body-centred cubic chromium was first found to form preferentially at dislocations and grain boundaries and later in the body of the material.The growth of spherical particles obeys a t1/3 law. An activation energy for the growth kinetics of 48.1 kcal/g atom was also found. Both data indicate that a diffusion-controlled process applies to the growth of metastable particles.Attempts to obtain reliable values of the copper-chromium interfacial free energy were limited by the lack of diffusion data of chromium in copper as well as by the equilibrium solubility. Résumé L'auteur a étudié la cinétique de croissance du chrome dans un alliage de Cu contenant 0.35% poids de Cr. A basse température et pour des temps de vieillissement courts, les particules ont une forme sphérique; à plus haute température et pour des temps de vieillissement supérieurs, des bâtonnets de chrome cubique centré se forment, d'abord préférentiellement aux dislocations et aux joints de grains puis dans la matrice.La croissance des particules spheriques suit une loi en t1/3 et l'énergie d'activation pour la cinétique de croissance a été mesurée comme étant 48.1 kcal/atome g. Ces deux résultats indiquent que la croissance des particles métastables se fait par un processus contrôllé par la diffusion.Des tentatives faites pour obtanir des données valables sur l'énergie libre des interfaces Cu-Cr n'ont pas donnés entière satisfaction car on manquait de données sur la diffusion du chrome dans le cuivre et sur la solubilité à l'équilibre.