ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные указания для решения задачи по диаграммам состояния двойных сплавов из "Металловедение Издание 3 " Диграммы состояния показывают в условиях равновесия фазовый состав сплава в зависимости от температуры и концентрации и позволяют качественно характеризовать многие физико-химические, механические и технологические свойства сплавов. Вместе с тем диаграммы состояния позволяют указать ожидаемый характер изменения структуры и свойств сплавов при переходе от равновесного состояния к неравновесному, которое принимают многие сплавы в реальных условиях литья, обработки давлением и термической обработки. [c.212] Решение проводимых ниже задач включает выполнение следующих заданий. [c.212] В качестве примера на рис. ИЗ дана диаграмма состояния сплавов, нмеюишх фазовый состав (рис. 113, а), одинаковый в областях, а, б, б и г и состоящий из смеси двух твердых растворов а и р, где и — твердый раствор на основе компонента Л и —твердый раствор на основе компонента В. Структурный же состав (рис, 113,6) для каждой области диаграммы различен. [c.213] В области а сплавы состоят из кристаллов а-твердого раствора и некоторого количества рц (вторичных кристаллов р), выделившихся в виде мелких частиц из а-твердого раствора. [c.213] Структурный состав в области в (заэвтектические сплавы) р-твердый растворЧ-эвтектика + а-твердый раствор (вторичные кристаллы). [c.213] При решении задач следует выделить вертикальными пунктирными линиями области, имеющие разный структурный состав, и в каждой области указать соответствующие структурные составляющие. [c.213] Диаграммы состояний характеризуют процессы превращений, протекающие в сплавах при медленном охлаждении (нагреве). Эти превращения в зависимости от состава сплава могут протекать различно, а следовательно, сплавы могут иметь разные по характеру температурные кривые охлаждения (нагревания). [c.213] Первичная кристаллизация, т. е. кристаллизация из жидкого состояния, протекает для чистых металлов при постоянной температуре с определенным тепловым эффектом, вследствие чего на кривых охлаждения при температуре затвердевания (и на кривых нагревания при температуре плавления) обнаруживается остановка (горизонтальный участок). [c.213] В сплавах, состоящих из двух компонентов, первичнай кристаллизация протекает указанным образом, т. е, при постоянной температуре в сплавах эвтектического состава, в сплавах —химических соединениях, в тех твердых растворах, состав которых отвечает на диаграмме положению минимума или максимума. [c.213] Кристаллизация остальных сплавов происходит в интервале температур. Так как образование кристаллов из жидкости идет с выделением тепла, то этому процессу соответствует замедление охлаждения сплава, что изменяет наклон кривой охлаждения. Поэтому начало процесса кристаллизации этих сплавов характеризуется перегибом на кривой охлаждения. [c.213] Окончание процесса кристаллизации может в зависимости от числа фаз характеризоваться на кривой охлаждения перегибом или горизонтальным участком. [c.214] Если сплав по окончании затвердевания является однофазным (твердый раствор), то в течение всего процесса кристаллизации в равновесии находятся две фазы жидкость и кристаллы твердого раствора. Окончание затвердевания характеризуется перегибом (изменяется наклон кривой) на кривой охлаждения. На диаграмме состояния этому случаю соответствует наклонный ход линии солидуса и изменение температуры кристаллизации при изменении концентрации сплава (рис. 114, Па и Пб). [c.214] В сплавах — механических смесях (гетерогенные системы), образующих эвтектику, в момент окончания затвердевания на линии солидуса находятся в равновесии три фазы -кристаллы обоих компонентов (или их растворов и соединений) и жидкость. Согласно правилу фаз С = К+ — Ф), это равновесие является нонвариантным С = 2+1—3 = 0. Поэтому окончание первичной кристаллизации происходит при постоянной температуре и характеризуется остановкой (горизонтальным участком) на кривой охлаждения (рис. 114, /). На диаграмме состояния этому случаю соответствует горизонтальный ход линии солидуса (прямая линия). [c.214] Кривая охлаждения, которую строят при выполнении задачи, должна показывать не только характер превращения, но, кроме того, и относительное количество сплава, превращающегося при постоянной температуре. Это следует из того, что температурная остановка зависит от теплового эффекта превращения и при одинаковой массе и скорости охлаждения сплава пропорциональна количеству образующейся эвтектики. [c.214] Чтобы указать протяженность горизонтального участка на кривой охлаждения, следует выбрать масштаб для изображения кристаллизации сплава, содержащего 100% эвтектики. При построении требуемых в задаче кривых охлаждения удобно, например, принять горизонтальный участок кривой для эвтектического сплава длиной 10 мм, а затем, пользуясь правилом отрезков, определить относительное количество эвтектики, образующейся при кристаллизации данного сплава, и показать кристаллизацию эвтектики на кривой охлаждения в виде горизонтального участка, соответствующего по длине ее относительному количеству. Например, при наличии в сплаве 50% эвтектики кристаллизацию следует представить (в принятом масштабе) горизонтальным участком длиной 5 мм. [c.214] Часто в сплавах одной системы в зависимости от концентрации и числа образующихся фаз происходят оба вида превращения. Например, в сплавах системы, приведенной на рис. 114, П1а, кристаллизация а-фазы (а также р-фазы) протекает при переменной температуре, а затвердевание эвтектики — при постоянной температуре. [c.214] В сплавах, в которых происходит образование интерметаллических фаз, горизонтальный участок имеет кривая охлаждения сплава только той концентрации, которая точно соответствует стехиометричеокому составу. Этот вид превращения в остальных сплавах данной системы протекает в интервале температур, изменяющемся в зависимости от состава сплава, и характеризуется двумя перегибами на кривой охлаждения (рис. 115, 1Пв). [c.218] В сплавах — механических смесях при аллотропическом превращении одного из компонентов или образованного ими химического соединения (рис.115,1а). [c.218] На диаграмме состояния этим превращениям соответствует горизонтальная линия, а на кривой охлаждения (нагревания) — горизонтальный участок (остановка). [c.218] Так как тепловой эффект превращения в твердом состоянии (вторичной кристаллизации) меньше чем при первичной кристаллизации из жидкости, то при выполнении задачи длину горизонтального участка кривой, отвечающую относительному количеству превращающейся фазы, можно принимать в меньшем масштабе. [c.218] Вернуться к основной статье