Затвердевание твердых растворов эвтектических сплавов

Зависимость свойств сплавов от диаграмм состояния. Диаграммы состояния позволяют правильно выбирать сплавы для тех или иных целей и определять их поведение при технологической обработке (отливке, термообработке, ковке и т. д.). Так, сплавы, не имеющие аллотропических превращений, не способны образовывать при затвердевании твердые растворы переменной концентрации компонентов. Эвтектические сплавы характеризуются низкой температурой затвердевания, благодаря чему они обладают хорошими литейными свойствами и плотно заполняют формы при отливке. Мелкокристаллическое строение эвтектики придает сплавам высокие механические свойства. [c.74]

Область затвердевания сплавов. Область, ограниченная линиями ликвидуса н солидуса, соответствует изменениям, происходящим со сплавами в процессе перехода из жидкого состояния в твердое. В этой области начинают образовываться твердые растворы, эвтектические смеси и некоторые химические соединения. Отрезок по вертикали от линии ликвидуса до линии солидуса на оси ординат для каждой концентрации сп.пава дает интервал застывания сплава. Для некоторых сплавов этот интервал значительный, для других небольшой, а для сплавов эвтектического состава равен нулю. [c.22]

Чистые металлы и сплавы, затвердевающие при постоянной температуре (эвтектические сплавы), обладают лучшей жидкотекучестью, чем сплавы, образующие твердые растворы и затвердевающие в интервале температур. Это объясняется тем, что для сплавов, затвердевающих при постоянной температуре или в узком интервале температур (не более 30 °С), характерно последовательное затвердевание отливки (рис. 4.3, а) с образованием сплошной твердой корки на поверхности канала, внутри которой будет сохраняться жидкий расплав, способный вытекать в канал, заполняя его. Подвижность таких расплавов сохраняется вплоть до образования 60. .. 80 % в отливке твердой фазы. В отливках образуется столбчатая структура, что обеспечивает высокую плотность и герметичность. [c.152]

Изучение разбавленных растворов различных металлов в натрии или калии [464] показало, что эвтектический сплав можно разделить на составные элементы с помощью электропереноса если температура близка к линии ликвидус, первые концентрационные изменения свидетельствуют о начале затвердевания у электродов. Два эти затвердевающих фронта будут затем разрастаться по направлению друг к другу. Таким образом, в дополнение к основному его значению электроперенос может помочь регулировать рост кристаллов из сплава или стимулировать плавление при получении монокристаллов и регулировать движение расплавленной зоны по твердому стержню при зонной очистке. В общих случаях ток, проходя между твердым веществом и жидкостью, может управлять концентрацией примесей при условии, что они подвержены переносу [360, 361, 465, 466]. Этот аспект проблемы изучается в нескольких лабораториях, в том числе и в лаборатории Бирмингемского университета. [c.147]

Линейная усадка. Линейная усадка характеризует термическое сжатие или уменьшение линейных размеров отливки в период затвердевания до полного охлаждения (20° С). Величина усадки зависит ОТ химического состава сплава. Вследствие пониженной температуры плавления эвтектики линейная усадка эвтектических сплавов ниже, чем усадка компонентов, образующих такой сплав. Компоненты, входящие в твердый раствор, также снижают ли-348 [c.348]

Диаграмма состояния. Строение сплавов иттрия с титаном изучали в работах [1—8]. В этих работах, выполненных методами термического [3, 4, 6], микроструктурного [I—6, 8] и рентгеновского [4] анализов, а также путем измерения твердости 1, 3, 4, 6], электросопротивления [4, 5] и определением температуры плавления [5], было согласно установлено, что иттрий и титан полностью смешиваются в жидком состоянии, а при затвердевании образуют эвтектическую смесь двух ограниченных твердых растворов. Сплавы приготовляли плавкой в дуговой печи в атмосфере гелия [3, 4, 6] или аргона [5]. [c.776]

При ультразвуковой обработке сплавов бинарной системы алюминий-марганец наблюдалось измельчение зерна твердого раствора во всех исследованных сплавах. В тех случаях, когда содержание марганца выше эвтектического и в сплаве при затвердевании в первую очередь начинает [c.483]

Выше отмечалось, что диаграммы состояния двойных сплавов позволяют правильно подходить к выбору сплава для той или другой технологической обработки (литье, термообработка и т. д.) в зависимости от состава. Так, сплавы, не образуюш,ие при затвердевании твердых растворов переменной растворимости, не подвергаются упрочняюш,ей термической обработке. Эвтектические сплавы, имеющне самую низкую температуру плавления в данной системе сплавов, будут обладать жидкотекучестью, т. е. хорошо заполнять формы при отливке. Кроме того, эвтектическим сплавам присуще мелкокристаллическое строение, а поэтому они будут иметь хорошие механические свойства. [c.70]

Для измельчения структуры эвтектики и устранения избыточных кристаллов кремния силумины модифицируют натрием (0,05—0,08 %) путем присадки к расплаву смеси солей 67 % НаР и 33 % НаС1. В присутствии натрия происходит смещение линий диаграммы состояния (см. рис. 186, а) и заэвтектический (эвтектический) сплав АЛ2 (11—13 % 81) становится доэвтектическим. В этом случае в структуре сплава вместо избыточного кремния появляются кристаллы а-раствора (рис. 187, б). Эвтектика приобретает более тонкое строение и состоит из мелких кристаллов р-(81) и -твердого раствора. В процессе затвердевания кристаллы [c.398]

Даже после термической обработки "на твердый раствор" (1180-1235 °С) в литейных сплавах (таких как В-1900, Renfe 125) остаются обширные эвтектические скопления у—у, образовавшиеся в процессе затвердевания. Не известно, оказывают ли эти нерастворившиеся скопления вредное влияние [c.167]

Жидкотекучесть — способность металлов и сплавов в расплавленном состоянии заполнять полость стандартной формы (пробы) и точно воспроизводить очертания отливки. Жидкотекучесть зависит от а) состава и физико-химических свойств сплава б) теплофизических свойств формы в) технологических условий литья. Наибольшая жидкотекучесть характерна для чистых металлов и эвтектических сплавов (рис. 12.1), а наименьшая — для сплавов на основе твердых растворов или гетерогенных структур (представляющих собой твердые растворы с распределенными в них частицами других фаз). Это связано с различным характером процесса затвердевания отливки, обусловленным шириной температурного интервала кристаллизации АГ р — перепада температур между температурой начала (ликвидус) и конца (солидус) кристаллизации для конкретного сплава. Для узкоинтервальных сплавов (ДГ р < 30 °С) характерно последовательное затвердевание отливки от поверхности к центру, [c.309]

В сплавах со значительной растворимостью компонентов в твердом состоянии концентрационная зависимость линейной усадки подчиняется закону Н. С. Курнакова (см. рис. 12.1, в) в концентрационных интервалах суще ствования твердых растворов а и Р усадка измемется по сложному закону, а в области преобладания эвтектической структуры — по закону аддитивности (прямолинейно). В случае сильного различия усадочных свойств а- и р-твердых растворов на концентрационной зависимости усадки наблюдается разрыв (см. рис. 12.1, г). Максимальной пористостью отличаются сплавы, расположенные в области предельных концентраций твердых растворов а и Р (см. рис. 12.1, а, точки О и Е), что обусловлено объемным характером затвердевания. Для широкоинтервальных сплавов характерно сосредоточение объемной усадки в усадочной пористости (см. рис. 12.1, д), а для узкоинтервальных сплавов — в усадочных раковинах (см. рис. 12.1, е). [c.313]

Линия АЕВ называется линией ликвидуса (ликвидус — по-латыни жидкий ), так как все сплавы, лежащие выше этой линии, находятся в жидком состоянии (независимо от концен-трации свинца и сурьмы). MEN — линия конца кристалЛиза- ции называется линией солидуса (солидус — по-латыни твердый ) все сплавы, лежащие ниже этой прямой, при любой концентрации РЬ и Sb будут в твердом состоянии. В интервале между линиями ликвидуса и солидуса сплав состоит из двух фаз жидкого раствора и кристаллов одного из компонентов. В области МАЕ находятся жидкий сплав и кристаллы свинца, а в области EBN — жидкий сплав и кристаллы сурьмы. Сплавы, содержащие менее 13% сурьмы, т. е. лежащие влево от эвтектического сплава, называются доэвтектичеокими, а сплавы, содержащие более 13% сурьмы и лежащие вправо от эвтектики, — заэвтектическими. После затвердевания структуры доэв-тектического, эвтектического и заэвтектического сплавов будут различны. [c.22]

Кристаллизация эвтектического сплава соответствует нонва-риантному равновесию (С = 0) и протекает при постоянной температуре. На кривой охлаждения эвтектического сплава (см. рис. 66, а), как и при кристаллизации компонентов А и В, отмечается только горизонтальная площадка при температуре 4- После затвердевания сплав состоит из эвтектики (а + р ). Относительное количество твердых растворов а и р в полностью затвердевшем эвтектическом сплаве может быть получено, если рассматривать эвтектическую изотерму dee (см. рис. 66, б) как коноду [c.105]

Диаграмма состояния. В первых иследованиях системы 1п — d, выполненных методами термического [1, 2], микроструктурного [2] и рентгеновского [2, 3] анализов, а также измерением электросопротивления сплавов [2], было найдено, что индий и кадмий обладают неограниченной смешиваемостью в жидком состоянии, а при затвердевании образуют эвтектическую систему двух ограниченных твердых растворов. Согласно [1] эвтектика в системе 1п — d расположена при 25,4 ат.% (25%) d и 122,5°, а по данным [2] — при 26 ат.% (25,6%) d и 123,1°. Однако, как показали последующие исследования, выполненные методами термического, микроструктурного, дилатометрического и рентгеновского анализов [4, 5], а также путем измерения электросопротивления [5, 6], в системе 1п — d имеют место также перитектические реакции, отвечающие образованию химического соединения Iп dз (74,61% d) и твердого раствора кадмия в индии с тетрагональной структурой (ат). Первая из этих реакций идет при 196°, а вторая —при 148°. При 126° соединение In dз распадается по эвтектоидной реакции на два твердых раствора ак — раствор кадмия в индии с кубической структурой и ( d)—раствор индия в кадмии с содержанием 1,4 [4] или 1% 1п [6]. Фаза ан стабильна выше 20° при содержании более 3,7—6 ат.% С (в зависимости от температуры) и эвтектоидно распадается при 20° на фазы aт+( d). В сплавах, закаленных от 120°, т-фаза стабильна при содержании 6 [4, 5] и 6,5 ат.% d [7]. [c.321]

Сплав И с 2% Р в равновесном состоянии после затвердевания должен, как и сплав I, иметь структуру однородного твердого раствора. Однако и у этого сплава наблюдается большое расхождение между линиями ликвидуса и солидуса по температуре, а также по концентрации следовательно, он должен быть склонен к ликвации, подобно сплаву I (с 0,05% Р). Затвердевание сплава П начинается при температуре около 1500°С и заканчивается при температуре около 1200 С. Уже при 1350° С, как это видно из диаграммы и из таблицы (рис. 115), жидкая фаза (точка Ь) содержит примерно 4,6% Р, т. е. в полтора раза больше, чем может быть растворено в железе в твердом состоянии при эвтектической температуре. Предел растворимости фосфора в железе (точка В), как показывает диаграмма (см. рис. 115), равен 2,6% Р. К концу затвердевания состав жидкой фазы будет соответствовать точке с, что соответствует примерно 7,5% Р. При ускоренном охлаждении не успевает пройти полностью диффузия, выравнивающая состав сплава. Поэтому последняя порция жидкой фазы состава с затвердевает подобно до-эвтектическому сплаву такой же концентрации, т. е. образуя некоторое количество кристаллов а-твердого раствора и эвтектическую смесь, состоящую из кристаллов а и химического соединения РедР. [c.209]

В точке а2 сплав начинает затвердевать и из жидкости выпадают кристаллы твердого раствора — аустенита. По мере охлаждения сплава количество кристаллов аустенита возрастает, а количество жидкого сплава — уменьшается, и в точке 62 происходит затвердевание оставшегося жидкого сплава эвтектического состава с образованием механической смеси аустенита и цементита — ледебурита. Ниже точки б. из аустенита выделяется углерод в виде вторичного цементита и концентрация углерода в остаюш,емся аустените уменьшается до 0,8%. В точке оставшийся аустенит превратится в перлит. Ниже точки в , сплав охлаждается без изменения структуры. 1Сдлавы, содержащие 2—5% углерода, относятся к чугунам. Любой доэвтектический чугун кристаллизуется точно так же, как сплав состава//, и ниже точки состоит из ле- дебурита, перлита и цементита. Структура эвтектического чугуна состоит из ледебурита, а заэвтектического — из ледебурита и первичного цементита. Типичные структуры эвтектического, доэвтектического и заэвтектического чугунов приведены на фиг. 29. [c.77]

Предел растворимости фосфора в железе (точка В), как показывает диаграмма (фиг. 114), равен 2,6о/о Р. К концу же затвердевания состав жидкой фазы будет соответствовать точке с, что отвечает примерно 7,5 /о Р. В случае ускоренного охлаждения сплава диффузия, выравнивающая состав сплава, не успеет пройти полностью. Поэтому последняя по рция жидкой фазы состава с затвердевает подобно до-эвтектическому сплаву такой же концентрации, т. е. образуя некоторое количество кристаллов а-твердого раствора и эвтектическую смесь, со-стоящую из кристаллов а и химического соединения FegP. [c.185]

Старение литого сплава (режим Т1). В ряде сплавов при ускоренном охлаждении в процессе кристаллизации происходит частичная закалка с образованием пересыщенного твердого раствора, т. е. формируется структура, в некоторой степени близкая к закаленному состоянию. При последующем старении по режиму Т1 происходит распад пересыщенного твердого раствора, вторая фаза выделяется по телу зерна в приграничной области, что приводит к упрочнению сплавов. Эффект упрочнения В некоторых случаях может быть значительным—20— 30%. При литье под давлением скорость затвердевания чрезвычайно высока, и, казалось бы, после охлаждения хмагниевых сплавов должен образоваться пересыщенный твердый раствор, содержащий весь имеющийся в сплаве алюминий. Вспомним, что закалка магниевых сплавов происходит при охлаждении на воздухе со значительно меньшей скоростью. Однако пересыщение твердого раствора при литье под давлением невелико. Причина этого заключается в значительном развитии дендритной ликвации (см. гл. 2), приводящей к выделению большого количества интерметаллической фазы эвтектического происхождения уже при небольшом содержании в сплаве второго компонента. [c.125]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...