Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Материаловедение и слесарное дело
Посмотреть оригинал

Диаграммы состояния сплавов

Для определения количества фаз в сплаве, их состава пользуются диаграммами фазового равновесия — диаграммами состояния. Диаграмма состояния — графическое изображение фазового состава сплава в состоянии равновесия или близком к нему в зависимости от содержания компонентов в сплаве и от температуры.

Температуры, при которых изменяются строение и свойства (происходят фазовые превращения) металлов и сплавов, называют критическими точками. Чистые металлы имеют одну критическую точку, которой является температура плавления (кристаллизации). Они плавятся и затвердевают при одной и той же постоянной температуре. В отличие от чистых металлов сплавы плавятся и кристаллизуются в интервале температур, т.е. они имеют две критические точки — температуру начала кристаллизации (полного расплавления) и температуру полного затвердевания (начала плавления) при охлаждении расплава (при нагревании сплава).

В расплавленном состоянии металлы обычно неограниченно растворимы друг в друге. В твердом состоянии их взаимная растворимость может изменяться.

Рассмотрим диаграмму состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии (рис. 11).

Диаграмма состояния сплава с неограниченной растворимостью компонентов А и В в твердом состоянии

Рис 11. Диаграмма состояния сплава с неограниченной растворимостью компонентов А и В в твердом состоянии

Система состоит из двух компонентов А и В, полностью растворимых друг в друге в твердом состоянии. Ось абсцисс показывает изменение концентрации растворенного компонента В от 0 до 100%, ось ординат — температуру, при которой рассматривается состояние системы.

Вертикальная линия, соответствующая чистому компоненту А (0% В), является диаграммой состояния компонента А. При нагревании чистого компонента А он находится в твердом состоянии до температуры ТА, которая является температурой плавления (соответственно и температурой кристаллизации). При этой температуре компонент А плавится и выше этой критической точки находится в жидком состоянии.

Вертикальная линия, соответствующая чистому компоненту В (100% В), является диаграммой состояния компонента В. Критическая точка — температура плавления Тв.

Сплав с содержанием 50% В (вертикальная линия I), так же как и другие сплавы системы, имеет две критические точки Ts — температура начала плавления (конца кристаллизации) и TL — температура конца плавления (начала кристаллизации). Интервал температур от Гу до TL это интервал плавления (кристаллизации) сплава.

Выше температуры TL сплав находится в расплавленном состоянии, представляет собой однофазную систему. Линия, соответствующая температурам, выше которых сплав полностью расплавлен, называется линией ликвидус (линия TATLTB на рис. 11).

Ниже температуры 7$ сплав представляет собой твердый раствор L, система однофазна. Линия, соответствующая температурам, ниже которых сплав находится полностью в твердом состоянии, называется линией солидус (линия на рис. 11).

В интервале кристаллизации TL — Ts сплав представляет собой двухфазную систему: часть сплава находится в жидком состоянии (расплав), остальной сплав в твердом состоянии (кристаллы L — твердого раствора).

Рассмотрим диаграмму состояния компонентов с ограниченной растворимостью друг в друге в твердом состоянии (рис. 12).

Диаграмма состояния компонентов с ограниченной растворимостью друг в друге в твердом состоянии

Рис. 12. Диаграмма состояния компонентов с ограниченной растворимостью друг в друге в твердом состоянии

ТАиТв температуры плавления компонентов Ап В соответственно. Линия ТАСТВ линия ликвидус. Линия TAECDTB линия солидус.

Предельная растворимость компонента В в компоненте А соответствует точке F, компонента А в компоненте В — точке G. В интервале концентраций, соответствующих точкам F и G, компоненты А и В друг в друге нерастворимы. После кристаллизации сплавы таких концентраций представляют собой двухфазную систему, состоящую из а и р — твердых растворов.

Сплав, соответствующий проекции точки С, является самым легкоплавким и называется эвтектическим. Этот сплав кристаллизуется (плавится) при постоянной температуре, при этом из расплава кристаллизуются одновременно две твердые фазы а- и p-растворы. Такой процесс называется эвтектическим превращением.

Эвтектика — это механическая смесь нескольких твердых фаз, одновременно кристаллизующихся при постоянной температуре из расплава.

Сплавы, относящиеся к области левее точки С до точки Е, называются доэвтектическими, правее точки С до точки D — заэвтектическими.

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы