Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника
Посмотреть оригинал

ПОНЯТИЕ О ДИАГРАММАХ СОСТОЯНИЯ ТРОЙНЫХ СПЛАВОВ

Диаграмма состояния тройных сплавов имеет вид трехгранной призмы. Основанием призмы служит равносторонний треугольник, который указывает концентрацию компонентов. Этот треугольник называют концентрационным.

Компоненты, образующие сплав, указывают в вершинах треугольника, двойные сплавы — на сторонах треугольника, а тройные сплавы — точками внутри треугольника.

Для определения состава тройного сплава используют свойство равностороннего треугольника: если через любую точку внутри треугольника, например, точку М (рис. 44), провести прямые, параллельные сторонам, то сумма отрезков о, Ь, с, отсеченных на сторонах, равна стороне треугольника (a-f-6-f- + с= АВ = ВС = СА).

За 100 % одного из компонентов принимают сторону треугольника. Для определения состава сплава, соответствующего, например, точке М, пользуются отрезками Mh, Mk и Mg, равными соответственно отрезкам а, Ь и с. Концентрации отсчитывают по часовой стрелке. Тогда отрезок а соответствует содержанию компонента А, отрезок b — содержанию компонента В и отрезок с — содержанию компонента С.

Для получения диаграммы состояния тройных сплавов сначала строят (как и для двойных сплавов) кривые охлаждения в координатах температура— время. Эти сплавы отмечают точками в концентрационном треугольнике; из них восстанавливают перпендикуляры, на которых при соответствующих тем-

Концентрационные треугольники тройной системы А—В-С

Рис. 44. Концентрационные треугольники тройной системы А—В-С

Диаграмма состояния тройных сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в жидком и твердом состояниях (а) и кривая охлаждения сплава 1 (б)

Рис. 45. Диаграмма состояния тройных сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в жидком и твердом состояниях (а) и кривая охлаждения сплава 1 (б)

пературах откладывают критические точки. Через эти точки проводят поверхности (вместо линий на диаграммах двойных сплавов).

Общий вид тройных диаграмм состояния определяется характером двойных систем, образующих их боковые грани (рис. 45, а) и характеризующих взаимодействие компонентов в разной их комбинации. Тройная диаграмма состояния с неограниченной растворимостью компонентов в жидком и твердом состоянии приведена на рис. 45, а. Начало кристаллизации тройных сплавов соответствует температурам, лежащим на поверхности ликвидус. Окончание кристаллизации тройных a-твердых растворов соответствует температурам, образующим поверхность солидус.

Выше поверхности ликвидус сплавы находятся в жидком состоянии. В интервале температур между поверхностью ликвидус и солидус будет двухфазное состояние Ж + а. При температурах ниже поверхности солидус существует только тройной a-твердый раствор.

На рис. 45, б показана кривая охлаждения для сплава 1. В интервале температур tBtK число степеней свободы С = 3 — 2+1 = 2. Следовательно, в двухфазной области тройной системы (между поверхностями ликвидус и солидус) можно одновременно менять и температуру и состав одной из фаз (твердого а или жидкого Ж раствора), не меняя числа фаз в системе.

Изотермические сечения тройной диаграммы с неограниченной растворимостью

Рис. 46. Изотермические сечения тройной диаграммы с неограниченной растворимостью:

а — проекция линий ликвидуса и солидус изотермического сечения; б — проекция изотерм поверхностей ликвидус и солидус сечения на концентрационный треугольник (-) начало кристаллизации, —— --конец кристаллизации

Политермические сечения тройной диаграммы сплавов с неограниченной растворимостью

Рис. 47. Политермические сечения тройной диаграммы сплавов с неограниченной растворимостью:

а — следы двух вертикальных разрезов на концентрационном треугольнике; в, в — вертикальные сечения

Превращения в тройных сплавах удобнее наблюдать не по пространственной диаграмме, а по сечениям (разрезам) этих диаграмм.

Применяют следующие виды сечения пространственных диаграмм тройных сплавов:

горизонтальные, которые проводят в виде изотермических сечений, указывающих фазовый и структурный составы для всех сплавов при определенной температуре, или в виде проекции отдельных поверхностей и линий на горизонтальную плоскость (концентрационный треугольник);

вертикальные (полиметрические), широко используемые при изучении тройных сплавов.

Горизонтальный разрез тройной диаграммы сплавов — твердых растворов показан на рис. 46, а. Плоскость А'В'С', параллельная плоскости концентра^ ционного треугольника, пересекает поверхность ликвидус по кривой ab, а поверхность солидус по кривой cd. Полученные кривые называют соответственно изотермами ликвидуса и солидуса, их проектируют на концентрационный треугольник (линии а'о и c'd') и около указывают соответствующие им температуры. Если нанести на концентрационный треугольник проекции линий ликвидус и солидус для нескольких температур, то можно получить сведения о температурах начала и конца кристаллизации для всех сплавов системы (рис. 46, б).

На рис. 47, а показаны следы сечения тройной диаграммы двумя вертикальными плоскостями, а на рис. 47, б и в — соответствующие разрезы. Следует иметь в виду, что для сплавов, соответствующих плоскости разреза, составы фаз, находящихся в равновесии в двухфазной области, не могут быть определены с помощью этого разреза, так как они обычно лежат вне его. Нельзя определить и количественное, соотношение фаз для двухфазной области.

Однако политермические разрезы дают возможность определить температуры начала и конца фазовых превращений в сплавах, соответствующих разрезу (например, точки /н и tK для сплава 1 на рис. 47, в, отвечающие температурам начала и конца кристаллизации).

Вопросы для самопроверки

  • 1. Что такое эвтектика? Опишите процесс кристаллизации эвтектики.
  • 2. Определите число фаз, их состав и количество при разных температурах и составах сплавов между линиями ликвидус и солидус в двух компонентной системе с полной взаимной растворимостью в жидком и твердом состояниях. Что такое конода?
  • 3. Чем отличаются механизм и кинетика полиморфного превращения в сплавах от чистых металлов?
  • 4. Как получить пересыщенный твердый раствор в системе сплавов с ограниченной растворимостью? Как называется такой технологический процесс?
  • 5. Чем отличается дендритная ликвация от ликвации по плотности? Как устранить эти виды ликвации?
  • 6. Нарисуйте схему структуры твердого раствора и гетерогенную (матричную) структуру сплавов?
  • 7. Как определяется состав тройного сплава?
 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы