ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные виды диаграмм состояния из "Технология металлов " В отличие от кривых затвердевания чистых металлов на этих кривых, кроме кривой дплава с 87 /о РЬ, мы находим не по одной, а по две особые точки в ходе температуры следовательно, затвердевание данного сплава характеризуется двумя критическими точками. Только сплав с 87 /о РЬ (соответствующий по составу эвтектике) имеет одну критическую точку. [c.126] Для построения диаграммы (рис. 55) по оси абсцисс откладываются в определенном масштабе концентрации сплавов (в процентах по сурьме), а по оси ординат — температуры критических точек. Основными точками диаграммы будут температуры затвердевания чистого свинца— точка Л — 327° и чистой сурьмы — точка О — 630°. Затем на соответствующих ординатах откладывают температуры затвердевания сплавов. Соединив полученный ряд критических точек плавной кривой с начальными точками А и О, получают верхние линии АВ и. ОВ диаграммы состояний для системы сплавов РЬ-5Ь. Соединив нижние критические точки для всех сплавов, получают горизонтальную прямую СВЕ. [c.126] Если проследить, как застывает любой из сплавов сурьмы со свинцом, содержащий менее 87% РЬ, то нетрудно убедиться, что первыми из жидкого сплава начинают выделяться кристаллы чистой сурьмы. Первый перегиб на кривой охлаждения и замедленное охлаждение сплава, вызываются выделением скрытой теплоты кристаллизации сурьмы. Если отделить выделившиеся кристаллы сурьмы от оставшегося жидкого сплава,. [c.127] ТО окажется, что этот жидкий сплав, застывающий при 245 , содержит 13% 5Ь и 87% РЬ, а микроскопическое исследование-его покажет, что этот сплав состоит из мелких кристалликов сурьмы и свинца. [c.127] Сурьма выделяется из жидкого сплава в виде кристалликов до тех пор, пока в жидкости ее не останется 13%, а такой сплав затвердевает при 247°. Он имеет лишь одну критическую точку при 245° (точка В). [c.127] Линии диаграммы, соответствующие началу затвердевания, называются линиями ликвидуса или ликвидусом (от латинского слова liquidus — жидкий). Линии, соответствующие концу затвердевания, называются линиями соли д уса или солидусом (solidus — твердый). Выше ликвидуса все сплавы являются целиком жидкими, а ниже солидуса — полностью затвердевшими. Между ликвидусом и солидусом сплав представляет смесь жидкости и твердых кристалликов. Составные части этой смеси называют фазами. Отдельными фазами сплава считают жидкую часть сплава и каждый тип кристаллов определенного химического состава, присутствующих в сплаве. [c.128] Сплав свинца с 13% Sb с наиболее низкой и постоянной температурой затвердевания называется эвтектическим. [c.128] Таким образом, эвтектический сплав имегт вполне определенный состав. Он затвердевает при определенной температуре и после охлаждения имеет сплошь эвтектическую структуру. Под микроскопом эвтектический сплав представляет смесь двух чистых металлов зерен свинца—темные участки (серые) и зерен сурьмы — светлые (белые) черточки, равномерно расположенные вперемежку с темными участками свинца. [c.128] Сплавы, расположенные на диаграмме левее эвтектической точки, называют доэвтектическими, расположенные правее — заэвтектическими. Эти сплавы образуют смесь из эвтектики и избыточных кристаллов чистого металла. [c.128] По диаграмме состояния можно определить, какое количество фаз может существовать в сплаве (в системе) в условиях их равновесия в зависимости от состава сплава (системы), от температуры и давления. [c.128] Изучение разнообразных сплавов привело к так называемому правилуфазв равновесной системе. Согласно этому правилу, число одновременно существующих в сплаве фаз не должно превышать суммы числа составных частей (компонентов) с числом переменных внешних факторов равновесия (давление и температура =2). Таким образом, если Ф — число фаз в равновесной системе, К — число компонентов, то правило фаз в упрощенном виде выражается формулой. [c.128] Это правило дает возможность распознавать характер превращений, происходящих в сплавах. [c.129] Диаграмма состояния, построенная по таким критическим точкам, изображена на рис. 56. Кривая охлаждения сплава с 30% N1 идет без перегибов до точки а (1235°), после чего начинается замедление падения температуры, которое продолжается до точки 1 (1160°). В этом промежутке температур происходит постепенное затвердевание жидкого сплава с выпадением кристаллов твердого раствора никеля и меди и при 1160° сплав весь переходит в твердое состояние — в твердый раствор. [c.129] Таким образом, часть кривой афх можно назвать интервалом затвердевания сплава. Такой же вид кривой охлаждения имеют и другие сплавы, например сплав 70% N1 и 30% Си с интервалом затвердевания между 1381 и 1310°. [c.129] С беспрерывным изменением состава жидкого раствора и образующихся твердых кристаллов. [c.130] В случае диаграммы состояния первого типа при температуре конца затвердевания, если сплав близок по составу к эвтектическому, сразу образуется большое количество кристаллов и вы деляется много тепла, что и отмечается горизонтальным участком на кривой охлаждения. [c.130] Рассмотрим по диаграмме рис. 57 процесс затвердевания сплава / с 54% Ni и 46% Си. Начало затвердевания его соответствует точке т. Состав выпадающих кристаллов твердого раствора меди и никеля можно определить, проведя линию, параллельную оси абсцисс, до пересечения с линией солидуса в точке п. Этой точке соответствует содержание в кристаллах около 78% Ni, 22% Си. При дальнейшем, но не окончательном охлаждении в точке о при температуре /г пс 1учаются жидкий сплав и кристаллы твердого раствора меди и никеля состава, соответствующего точке е. Продолжив линию ое до пересечения с линией ликвидуса в точке k, найдем состав жидкого сплава (так называемого, маточного раствора). [c.130] При дальнейшем остывании сплав окончательно затвердеет в точке р при температуре U. Последняя капля жидкости будет иметь состав, отвечающий точке G. Следовательно, в процессе затвердевания сплава / состав маточного раствора будет меняться по линии ликвидуса AB , от точки m до G, а состав твердых кристаллов — по линии солидуса AD от точки п до D. [c.130] Диаграммами, аналогичными описанной, характеризуется целый ряд сплавов. Из них можно указать следующие двойные (бинарные) сплавы никель-кобальт, золото-серебро, железо-марганец, железо-никель и другие. [c.130] Третий вид диаграмм состояния (ограниченные твердые растворы). Диаграмма состояния сплава из компонентов, способных раствориться один в другом в твердом виде лишь в ограниченном количестве, изображена на рис. 58. Это диаграмма системы медь—серебро. [c.131] Вернуться к основной статье