ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Двойные сплавы из "Металловедение и термическая обработка Издание 2 " ЧИСЛО фаз Ф не превышало числа компонентов К более чем на 1, т. е. чтобы Ф /С+1. [c.51] Примеры применения правила фаз приведены далее. [c.51] Методика исследования при построении диаграмм состояния сплавов. Диаграммы состояния строятся на основании результатов очень подробных и всесторонних лабораторных испытаний сплавов различного состава. При исследовании металлических сплавов пользуются многими методами. Наиболее распространенными среди них являются следуюш,ие термический, микроструктурный при помощи оптического или электронного микроскопов), рентгеноструктурный, твердостной, включая определение микротвердости, а также электропроводности и теплопроводности, дилатометрический и магнитный. При этом чистота взятых для исследования металлов, тщательность и всесторонность исследования, проверка достижения равновесия системы с помощью правила фаз являются необходимым условием получения надежных результатов. Состояние равновесия достигается путем длительной выдержки сплава при постоянной температуре. [c.51] Термический метод является основным наиболее распространенным методом изучения сплавов, особенно при затвердевании их из жидкого состояния, сопровождающемся сильным выделением теплоты кристаллизации, позволяющим надежно определять критические точки. В твердом состоянии переход металла от одной кристаллической решетки к другой, особенно при изменении растворимости в твердом состоянии, может сопровождаться незначительным выделением тепла и термическим методом определяется очень плохо. Поэтому превращения в твердом состоянии лучше исследовать по изменениям в структуре, объемным изменениям, изменениям магнитных и электрических свойств, твердости и т. д. [c.51] Наблюдая по термометру или пирометру (прибору для измерения температур) изменение температуры при медленном охлаждении жидкого металла, находящегося в тигле в электрической печи, и замечая время по секундомеру, строят кривые охлаждения, откладывая по оси абсцисс время, а по оси ординат температуру. Кривая охлаждения чистого металла (фиг. 25) показывает, что до начала затвердевания температура падает плавно, затем наступает резкий перелом и кривая переходит в горизонтальную прямую, свидетельствующую о превращении при постоянной температуре, после чего температура плавно понижается до комнатной. Горизонтальная площадка кривой отвечает переходу металла из жидкого в твердое состояние освободившаяся теплота в течение некоторого времени уравновешивает потерю металлом тепла в окружающую среду. [c.51] Следовательно, весь переход из одного состояния в другое должен совершаться при постоянной вполне определенной температуре. [c.52] Подобным же образом безвариантны и характеризуются горизонтальными площадками на кривых охлаждения эвтектоидное и перитектическое превращения, происходящие в двухкомпонентных системах при наличии трех фаз. [c.52] При такой вариантности кристаллизация происходит в целом интервале температур, хотя каждой температуре будет отвечать свое определенное состояние системы. [c.52] При кристаллизации твердого раствора наблюдается такое же соответствие формы кривых охлаждения правилу фаз. [c.52] Микроструктурный метод при увеличениях до 2000 раз производится с помощью металлографического микроскопа, большие же увеличения — до 7000, 10 ООО, 20 ООО, 100 ООО и более раз осуществляйся с помощью электронного микроскопа. Для этого структура сплавов при высоких температурах обычно фиксируется путем очень быстрого охлаждения (закалки), и из образца изготовляется микрошлиф, структура которого под микроскопом исследуется при комнат- юй температуре. Исследование микроструктуры сплавов при высокой температуре возможно, но представляет большие трудности из-за окисления металла и влияния температуры на оптическую систему микроскопа, не позволяющего работать с большими увеличениями, требующими близких расстояний шлифа от объектива. [c.52] Рентгенографический анализ позволяет исследовать атомно-кри-сталлическую решетку сплавов и изменение ее параметра у образцов как в зафиксированном закалкой состоянии, так и при высоких температурах сплава, находящегося в твердом состоянии. В настоящее время начали применять рентгеноструктурный анализ и при исследовании атомного строения жидких сплавов. [c.52] Определение твердости и особенно микротвердости позволяет исследовать механические свойства отдельных фаз, присутствующих в структуре металлических сплавов. Большую роль определения твердости и электропроводности сплавов сыграли при исследовании Н. С. Курнаковым природы твердых растворов. [c.52] К числу ТОНКИХ физических методов исследования относятся дилатометрический, позволяющий судить о фазовых превращениях в структуре твердых сплавов по изменению их объема и магнитный, позволяющий судить об этих превращениях по изменению магнитных свойств сплавов. [c.53] За последние годы советские ученые добились крупных успехов в области исследования фазовых превращений в сплавах, находящихся в твердом состоянии, при помощи рентгеноструктурного и магнитного методов. [c.53] Полученные при подробных и всесторонних исследованиях многочисленные записи, микрофотографии, рентгенограммы, кривые изменения физических свойств и особенно кривые охлаждения обобщаются и объединяются диаграммами состояния сплавов. [c.53] В настоящее время наиболее разработаны диаграммы состояния двойных сплавов. По горизонтальной оси откладывается состав сплава в процентах, а по вертикальной — температура в градусах Цельсия. Таким образом, каждая точка диаграммы отвечает определенному составу сплава при определенной температуре в условиях равновесия. [c.53] Диаграммы состояния дают в сжатой и наглядной форме картину изменения строения и свойств сплава при изменении его концентрации и температуры, позволяют определить критические точки плавления, затвердевания и аллотропических превращений в сплавах, дают возможность изучить происхождение структур, наблюдаемых под микроскопом, и увязать структуру сплава с его механическими, технологическими и физико-химическими свойствами. При изыскании новых сплавов диаграммы позволяют заменить старый рецептурный метод новым, научным методом, позволяющим гораздо скорее и лучше подобрать их оптимальный состав. [c.53] Практическим недостатком диаграмм состояния является то, что они не содержат фактора времени и соответствуют только условиям равновесия, т. е. условиям очень медленного нагрева и охлаждения. Между тем в производстве, где применяются быстрые нагревы и охлаждения, фактор времени играет очень большую роль. [c.53] Диаграмма состояния сплавов свинца с сурьмой. [c.54] Диаграмма состояния сплавов свинца с сурьмой строится по критическим температурам начала и конца затвердевания, полученным путем анализа кривых охлал дения ряда сплавов разного состава, полученных опытным путем с помощью термического метода. Кривые охлаждения чистых металлов имеют только по одной температурной остановке, называемой критической точкой и отвечающей для свинца 327° (фиг. 25, а), а для сурьмы 631° (фиг. 25, б). Структура обоих металлов в твердом состоянии под микроскопом наблюдается в виде однородных зерен. [c.55] Вернуться к основной статье