ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Диаграмма состояния для сплава двух металлов при отсутствии взаимной растворимости из "Металловедение " Каждая вертикаль, проведенная через точку на горизонтальной оси, соответствует изменению температуры определенного сплава. Каждая точка на диаграмме состояния определяет состояние сплава заданного химического состава при данной температуре. [c.34] При построении диаграммы состояния исследуют строение сплавов различного состава при разных температурах. В координатах температура — концентрация проводят вертикальные линии, соответствующие сплавам исследованных составов. На них наносят точками температуры, при которых изменяются строение или агрегатное состояние сплава. Металлические сплавы могут быть в трех агрегатных состояниях — твердом, жидком и газообразном. Затем точки одинаковых превращений соединяют линиями. В зависимости от характера взаимодействия металлов в сплаве (образуют ли металлы механическую смесь, твердый раствор, химическое соединение и т. д.) меняются очертания диаграммы состояния. Зная характер взаимодействия металлов в сплаве, можно ориентировочно предсказать в общих чертах, как будут расположены линии превращений, но нельзя точно указать, какое положение они займут. Точное положение линий на диаграмме можно получить только экспериментально. [c.34] Чаще всего для. построения диаграмм состояний пользуются результатами термического анализа, т. е. строят кривые охлаждения серии сплавов. Термический метод исследования не является единственным. Его дополняют исследования микроструктуры, рентгеноструктурные (позволяющие определить тип и параметр кристаллической решетки сплава), механические, электрические и другие методы исследования. [c.34] Кривые охлаждения серии сплавов металлов А к В показаны на рис. 24, а. Кривая, обозначенная цифрой I, относится к чистому металлу А. При температуре выше точки li на кривой охлаждения металл А находится в жидком состоянии. В начале процесса кристаллизации на кривой охлаждения появляется площадка, связанная с выделением скрытой теплоты кристаллизации. После завершения кристаллизации происходит дальнейшее плавное охлаждение твердого металла А. [c.35] Сплав П1 содержит 20% металла В и 80% металла А. Кривая охлаждения этого сплава и процессы, происходящие в нем, аналогичны кривой охлаждения и процессам, протекающим в сплаве П. Но кристаллизация начнется при еще более низкой температуре, чем кристаллизация сплава И. Кристаллов металла А между точками /з и S3 выпадает относительно меньше, чем между точками /2 и S2 у сплава II, так как концентрация элемента А в сплаве III меньше. Но площадка на кривой охлаждения получится относительно больше, так как большая доля жидкого сплава превратится в эвтектику. То же можно сказать и о сплаве IV, сравнив его со сплавом III. [c.37] Сплав V имеет эвтектический состав. Кристаллизация этого единственного сплава происходит при постоянной температуре, так же как протекает кристаллизация чистых металлов. Вся жидкость превращается в кристаллы эвтектики. Сплав эвтектического состава самый легкоплавкий из всех сплавов металлов А я В. [c.37] Все сплавы, содержащие металла В меньше, чем эвтектика, называют доэвтектическими. Все сплавы, содержащие металла В больше, чем эвтектика, называют заэвтектическими. Рассмотренные нами сплавы II, III и IV были доэвтектическими. [c.38] Последней на рис. 24, а рассматривается кривая охлаждения чистого металла В. Переход металла В из жидкого состояния в твердое, как и всякого чистого металла, происходит при постоянной температуре. На кривой охлаждения наблюдается одна площадка. Точек перегиба нет. [c.39] После того как получены кривые охлаждения чистых металлов и всех сплавов, необходимо перенести температуру начала и конца кристаллизации на сетку координат температура — концентрация (см. рис. 24). Соединив точки начала кристаллизации плавной кривой, получим линию ликвидуса — линию K N. Если точка, характеризующая состояние сплава, находится на диаграмме состояния выше линии ликвидуса, то весь сплав представляет собой однородный жидкий раствор металлов Л и В. Соединив точки конца кристаллизации, получим линию солидуса — линию D E. На диаграмме состояния двух металлов, полностью нерастворимых в твердом состоянии, линия солидуса — горизонтальная прямая. Все сплавы заканчивают кристаллизацию при одной и той же температуре. Если точка, характеризующая состояние сплава, находится ниже линии солидуса, то сплав полностью затвердел. На диаграмме состояний точки в прямоугольнике D MA соответствуют сплавам со структурой кристаллов металла А и эвтектики в прямоугольнике СЕВМ — сплавам со структурой кристаллов металла В и эвтектики. Области между линией ликвидуса и солидуса соответствуют сплавам, находящимся в двухфазном и твердо-жидком состоянии. В области K D расположены точки, соответствующие жидким сплавам с плавающими в них кристаллами металла А в области NE — точки, соответствующие жидким сплавам с кристаллами металла В. [c.39] Рассмотрим диаграмму состояния свинец — сурьма. Это пример диаграммы двух металлов, полностью нерастворимых друг в друге в твердом состоянии. Опыт показывает, что абсолютно нерастворимых друг в друге металлов не существует. Но некоторые металлы, в частности свинец и сурьма, обладают ничтожно малой взаимной растворимостью в твердом состоянии. С практической точки зрения удобно рассматривать эти металлы как полностью нерастворимые и считать, что для них справедлива диаграмма типа приведенной на рис. 24. [c.39] Весовую долю жидкого раствора и весовую долю кристаллов сурьмы можно определить при тех же условиях, характеризуемых точкой Ь на диаграмме состояния. [c.41] Но отрезок а /С равен отрезку аЬ, а отрезок а Н — отрезку ас. [c.42] Диаграмма состояния свинец — сурьма была выбрана произвольно для вывода правила отрезков. С одинаковым успехом можно было взять любую другую диаграмму состояния. [c.42] Вернуться к основной статье