Диаграммы состояния (фазовые диаграммы)

Другой способ классификации растворов основан на сопоставлении диаграмм состояния (фазовых диаграмм) [103]. [c.71]

Научной основой технологии термической обработки стали является совместный анализ и применение диаграмм состояния (фазовых диаграмм) и диаграмм распада переохлажденного аустенита. К настоящему времени для сплавов на железной основе известны двойные диаграммы состояния а для большинства широко применяемых в промышленности сплавов и сталей — и тройные диаграммы. Для сталей, применяемых в отечественном машиностроении, построено около 600 диаграмм распада переохлажденного аустенита (изотермических и термокинетических кривых) [23, 64—66, 117, 174, 178, 202, 210] [c.146]

Каждая точка на диаграмме состояния показывает состояние сплава данной концентрации при данной температуре. Каждая вертикаль соответствует изменению температуры определенного сплава. Изменение фазового состояния сплава отмечается на диаграмме точкой. Линии, соединяющие точки аналогичных превращений, разграничивают на диаграмме области аналогичных фазовых состояний. Вид диаграммы состояния зависит от того, как реагируют О ба Компонента друг с другом в твердом и жидком состояниях, т. е. растворимы ли они в твердом и жидком состояниях, образу-I ют ли они химические соединения и т. д. [c.113]

Процесс кристаллизации металлических сплавов и связанные с ним закономерности их строения отражаются на диаграммах состояния. Эти диаграммы представляют собой графическое изображение фазового состояния сплавов в зависимости от температуры и концентрации компонентов в условиях равновесия и строятся в координатах температура — состав сплава (рис. 1.8, а). [c.16]

Для описания сплавов используют диаграмму состояния или диаграмму равновесия, представляющую собой зависимость фазового строения, химического состава от температуры. [c.30]

На основе теории перколяции и теории фракталов описаны закономерности структурообразования в композитах для каждого структурного состояния фазовой диаграммы, отражающей взаимное распределение в них матрицы и наполнителя. [c.11]

Процесс кристаллизации металлических сплавов и связанные с ним многие закономерности строения сплавов описывают с помощью рассматриваемых ниже диаграмм состояния или диаграмм фазового равновесия. Эти диаграммы в удобной графической форме показывают фазовый состав и структуру в зависимости от температуры и концентрации. Диаграммы состояния строят для условий равновесия или достаточно близких к ним. [c.93]

Рассмотренная выше диаграмма состояния является фазовой диаграммой, так как в ней показаны образующиеся фазы. Однако при изучении строения сплавов под микроскопом обнаруживаются не фазы, а структурные составляющие сплава, имеющие определенные размеры, форму и расположение. Диаграммы состояния, в которых показаны структурные составляющие, получили название структурных диаграмм. Микроструктура сплавов обусловливает их физикомеханические, технологические и эксплуатационные свойства, поэтому изучение структурных диаграмм не-обходимо. [c.121]

Переход химически однородного (однокомпонентного) простого тела из одного вида агрегатного состояния в другое характеризуется диаграммой агрегатных состояний — фазовой диаграммой (рис. 10). [c.23]

Целесообразно выдавать студенту одну задачу по разбору диаграмм состояния. Он должен сначала вычертить диаграмму и построить кривые охлаждения для трех сплавов, указанных в задаче. Соответствующие диаграммы состояния приведены в книге в виде фазовых диаграмм, так как именно они характеризуют равновесное состояние сплавов. Для выполнения задачи студент должен построить структурную диаграмму, что необходимо для характеристики свойств сплавов, поскольку они полнее определяются структурой, а не фазовым составом. Опыт показывает, что большие трудности возникают в выполнении именно этой части задания, а в ряде случаев в определении типа (природы) превращений, которые могут протекать в том или ином сплаве из числа заданных, и в целесообразности их термической обработки. Для методической помощи студенту на с. 208 приведено подробное решение одной типовой задачи. [c.446]

В истории металловедения конец XIX и начало XX вв. характеризуются широким приложением термодинамического учения о гетерогенных равновесиях к металлическим системам. В разных странах были начаты систематические работы по построению диаграмм состояния. Эти диаграммы показывают, какие фазовые превращения возможны в сплавах, и, следовательно, дают исходные данные для анализа важнейших видов термической обработки. [c.11]

Изучение и выявление зависимости состояния сплавов от их концентрации и температуры производится с помощью диаграмм состояния (или диаграмм плавкости). Такие диаграммы позволяют проследить в условиях равновесия за фазовыми превращениями, происходящими в сплаве при охлаждении и нагревании, и дать ожидаемую качественную характеристику структурных составляющих, получаемых в результате превращений. [c.74]

Из диаграммы состояния системы Ре — Сг, изображенной на фиг. 162, следует, что при нагреве сплавов, содержащих до 8% хрома, существует область температур, при которой структура сплава является чисто аустенитной. В области у-фазы вследствие возможности фазовых превращений сплавы могут подвергаться закалке и другим видам термообработки. При дальнейшем увеличении содержания хрома у-область сужается и совсем исчезает при содержании в сплаве 14,7% Сг. [c.194]

Состояние любого сплава при интересующих нас условиях определяется, как известно, диаграммами состояния, или диаграммами фазового равновесия. Диаграмма состояния строится чаще всего опытным путем по кривым охлаждения температура— время для сплава ряда концентраций, а также для чистых компонентов, образующих сплав. Важным условием построения диаграммы состояния является требование термодинамического равновесия системы, хотя применительно к реальным металлическим сплавам это условие далеко не всегда технически выполнимо. [c.19]

Процесс кристаллизации металлических сплавов и связанные с ним многие закономерности строения сплавов описывают с помощью диаграмм состояния или диаграмм фазового равновесия. Эти диаграммы в удобной графической форме показывают фазовый состав и структуру сплава в зависимости от температуры и концентрации. [c.69]

Никель и марганец понижают точку Л3 и повышают точку Л4. В результате этого на диаграмме состояния железо — легирующий элемент наблюдается расширение области "у-фазы и сужение области существования а-фазы (рис. 62, а). Сплавы, имеющие концентрацию легирующего элемента больше указанной на рис. 62, а (точки п), не испытывают фазовых превращений 7 =г а и при всех температурах представляют собой твердый раствор легирующего элемента в у-железе. Такие сплавы называют а у с т е н и т и ы м и. [c.105]

Основным средством изображения результатов взаимодействия химических элементов или соединений, образующих данное вещество, являются диаграммы состояния системы. Диаграмма состояния показывает устойчивые состояния, то есть состояния, которые при данных условиях обладают минимумом свободной энергии. Поэтому диаграмма состояния также может называться диаграммой фазового равновесия, так как она показывает, какие при данных условиях существуют равновесные фазы. В соответствии с этим и изменения в состоянии системы, которые отражены на диаграмме, относятся к равновесным условиям, то есть при отсутствии переохлаждения или пересыщения в системе. Однако фазовые превращения не могут происходить в равновесных условиях (см. ниже), поэтому диаграмма состояния представляет собой теоретический случай. Тем не менее, роль диаграмм состояния в понимании характера и результатов взаимодействия различных химических веществ и прогнозировании этих результатов чрезвычайно важна, потому что именно характер взаимодействия определяет свойства получаемого материала. На практике диаграммы состояния используются для рассмотрения превращений при малых скоростях охлаждения или нагрева. [c.139]

Знать диаграмму состояния необходимо также для выбора составов жидкой фазы и температурных условий кристаллизации. По фазовым диаграммам определяют температурную область плавления вещества, получают сведения о возможной степени ликвации компонентов, о режимах термической обработки, обеспечивающих нужный фазовый состав вещества и т. д, то есть роль диаграмм состояния для процессов кристаллизации огромна. [c.167]

Если в теплообменнике происходят фазовые превращения, то разницу энтальпий следует рассчитывать по диаграммам состояния данного вещества, а не через теплоемкость Ср. Например, при конденсации пара температура не изменяется, а энтальпия каждого килограмма теплоносителя уменьшается на теплоту парообразования г. [c.106]

Вместе с тем отмечалось (см. также гл. П), что превращение при температуре фазового равновесия невозможно, так как в этом случае нет стимула для -превращения, нет выигрыша в запасе свободной энергии. Поэтому равновесную диаграмму состояния следует рассматривать как тот предельный случай, когда при бесконечно малых скоростях нагрева или охлаждения достигается бесконечно малая разность уровней свободных энергий сосуществующих фаз и когда, следовательно, превращение совершенствуется с бесконечно малой скоростью. Реально же обнаруживаемые температуры превращения при нагреве, который производится с какой-то конечной скоростью, лежат всегда выше равновесных, а для случая охлаждения всегда ниже, что и показано схематически на рис. 107. [c.136]

Все сплавы, кристаллизующиеся по диаграмме состояния, изображенной на рис. 174,в, могут быть подвергнуты термической обработке по второй, третьей или четвертой группам. При нормальной температуре все сплавы состоят из а+Р-фаз. При /аит а- и р-фазы превращаются в 7-фазу. Последующее охлаждение определяет вид термической обработки — отжиг (медленное охлаждение) или закалку (быстрое охлаждение). Термическая обработка по второй и третьей группам возможна лишь при условии нагрева выше температуры фазовой перекристаллизации /опт и образования 7-твердого раствора. [c.229]

В сплавах при охлаждении и нагреве происходят изменения и образуются новые фазы и структуры. Эти изменения можно определить по диаграмме состояния. Диаграммой состояния называется графическое изображение, показывающее фазовый состав и структуру сплавов в зависимости от температуры и химической концентрации компонентов в условиях равновесия. [c.10]

Известно, что изотерма для Тэ на равновесной диаграмме состояния отвечает системе, представляющей собой смесь твердых компонентов в расплаве. Это состояние является метастабильным, т.к. характеризуется высокой чувствительностью к флуктуациям температуры. Это обуславливает гибель мелких частиц твердой фазы и выживания более крупных частиц. При охлаждении расплава, содержащего твердые частицы, они служат своеобразными подложками для начала кристаллизации. Это обеспечивает более легкое образование зародышей аморфной фазы на поверхностях раздела жидкость - твердое тело за счет снижения поверхностного натяжения. Проведенные комплексные экспериментальные исследования и термодинамические расчеты стабильных и метастабильных равновесий в системах Ti-Ni Zr-Ni Ti- u Zr- u позволили установить взаимосвязь между образованием плотноупакован-ных интерметаллических соединений, эвтектическими фазовыми диаграммами и склонностью к формированию объемного аморфного состояния. Обнаружен нелинейный эффект зависимости критической толщины объемно-аморфизирующихся сплавов от концентрации компонентов. При рассмотрении квазибинарных диаграмм состояния, компонентами которых являются интерметаллические соединения, оказалось, что эффекту нелинейной объемной аморфизации соответствуют эвтектические точки квазибинарных разрезов системы интерметаллид-интерметаллид Типичная обобщенная диаграмма состояния объемно-аморфизирующихся сплавов эвтектических систем типа интерметаллид- [c.139]

Вещество в зависимости от температуры н давления может находиться в различных фазах твердой, жидкой или газообразной. Такие фазы показаны на диаграмме состояния (фазовой диаграмме) рис. 5-4-3. Ниже она объясняется на иескольки.ч примерах. [c.346]

Равновесное состояние соответствует минимальному значению энергии Гиббса. Это состояние может быть достигнуто только при очень малых скоростях охлаждения или длительном нагреве. В связи с этим рассмотрение диаграмм состояния позволяет определить фазовые превращения в условиях очень медленного охлаждения или нагрева. Истинное равновесие в практических условиях достигается редко. В подавляющем числе случаев сплавы находятся в метастабильном состоянии, т. е. в таком состоянии, когда они обладают ограниченной устойчивостью и под влиянием внешних факторов переходят в другие более устойчивые состояния, так как их энергия Гиббса больше минимальной. Для целей практики важно, что метаетабильные состояния нередко сообщают сплавам высокие механические или другие свойства. В этом случае металловедение должно установить природу метастабильных состояний, обеспечивающих оптимальный комплекс свойств, и разработать режимы термической или какой-либо другой обработки, позволяющей получить эти неравновесные состояния. Исходным положением при решении этих задач является знание диаграмм фазового равновесия. [c.48]

Диаграмма состояния фазового равновесия) сплава — графическое изображение соотношения между параметрами состояния (температурой, давлением, составом) термодинамически равновесной системы, т.е. фазового состояния любого сплава изучаемой системы компонентов в зависимости от его концентрации (в процентах по массе или, реже, в атомньЕХ процентах) и температуры. Обычно применяют проекции диаграммы состояния на одну из координатньгх плоскостей при постоянном значении остальных параметров, например на плоскость температура — состав при постоянном давлении. [c.49]

В соответствии с диаграммой состояния Fe—Feg массовая доля (%) углерода составляет в нелегированной доэвтектоидной стали менее 0,8, в эвтектоидной — около 0,8, в заэвтектоидной — 0,8-2,0. Большинство легирующих элементов сдвигает эвтекто-идную точку S (на диаграмме Fe—Feg ) в сторону меньшей массовой доли углерода, поэтому границы между доэвтектоидной, эвтектоидной и заэвтектоидной областями в легированных сталях располагаются при меньшей массовой доле углерода, чем в нелегированных сталях. Благодаря смещению границ фазовых областей ледебурит в высокоуглеродистых легированных сталях появляется при меньших, чем 2,14 %, массовых долях углерода, в быстрорежущих сталях — при содержании менее 1 % углерода. [c.73]

И поэтому кристаллы, у которых поверхность Ферми располагается вблизи границы зоны Бриллюэна, могут иметь очень высокую диамагнитную восприимчивость за счет дырок и электронов проводимости (Киттель [60]). Зависимость магнитной восприимчивости от состава, полученная в работе Клее и Витте [61], в сопоставлении с равновесной диаграммой состояния системы Mg u2 — MgZn2 представлена на фиг. 8. Можно отметить большой вклад диамагнитной составляющей восприимчивости по мере приближения отношения е/а к значению 1,75, а также изменение магнитной восприимчивости на остальных границах фазовых областей. Фаза со структурой типа MgNi2 имеет главным образом диамагнитную составляющую восприимчивости. Предполагаемая зона Бриллю- [c.235]

Эти уравнения дают наклон границ между фазовыми областями жидкость/ жидкость твердая фаза) и (жидкость + твердая фаза)/твердая фаза на равновесной диаграмме состояния, как это видно из фиг. 15. Поскольку точки р ж q с повышением температуры все больше и больше сближаются друг с другом, то dpIdT и dqldT в уравнениях (10) и (11) приближаются к бесконечности отсюда следует, что обе границы между различными фазовыми областями должны оказаться горизонтальными при температуре их совпадения, т. е. при температуре максимума на кривых ликвидуса и солидуса. К равновесным диаграммам состояния, на которых кривые ликвидуса или солидуса резко изменяют свое направление в точке максимума или на которых имеется температурный интервал между максимумами на этих кривых, следует относиться с подозрением ). Аналогичные соображения следует [c.69]

Диаграммы состояния, или диаграммы фазового равновесия в удобной графической форме показывают фазовый сосгав сплава в зависимости от температуры и концентрации. Диаграммы состояния строят для условш равновесия и.ти условий, достаточно близких к ним. [c.48]

В настоящее время можно считать, что в процессе реакционной диффузии происходят фазовые превращения, как правило, в изотермических условиях при изменении концентрации взаимодействующих элементов. В первом приближении о фазовом составе диффузионных слоев можно судить, как это впервые показал Д. А. Прокошкин [66], по равновесным диаграммам состояния бинарных систем, если рассматривается диффузионное взаимодействие двух элементов. Естественно, что невозможно полное соответствие между изотермическим сечением диаграммы состояния и структурой диффузионного слоя, полученного при этой же температуре. Первопричиной указанного несоответствия является то, что диаграммы состояния характеризуют стабильное состояние и фазовое равновесие в системе, а диффузионное насыщение — метастабильный процесс, который в зависимости от условий его осуществления может в той или иной степени приближаться к равновесному. Известно также, что движущей силой диффузионных процессов является перепад концентраций или химических потенциалов в растущих фазах. Этим объясняется отсутствие двухфазных зон при диффузионном взаимодействии двух элементов, хотя на соответствующих диаграммах имеются двухфазные области, представляющие собой смеси фаз предельных концентраций. [c.58]

Для построения диаграммы состояния по оси абсцисс откладывается процентное содержание компонентов от О до 100, а по оси ординат — температура. Данному составу сплава при определенной температуре отвечает только одна точка диаграммы. Линия на диаграмме отделяет область одного состояния от области другого. Области на диаграмме соответствуют одинаковым фазовым состояниям. Как же наносятся эти точки и линии на диаграм- Курников ( 860—1941 гг.) му состояния, т, е. каким способом можно построить диаграмму состояния Существует много методов построения диаграмм состояния, но наиболее простым, удобным и достаточно точным яв-ляется т е р м и ч е с к и й метод. [c.65]

Медные штейны при окислительных плавках необходимо рассматривать в системе Си - Fe - S - О, изучение которой в настоящее время не закончено. Однако, как и для рассмотренных выше железосиликатных шлаков, количество данных достаточно для построения диаграммы состояния фазовых равновесий и системы активностей компонентов. Область бескислородных штейнов представляет собой довольно узкую полосу гомогенных расплавов вдоль псевдобинарного разреза UjS -FeS (рис. 44). Металлизация богатых по меди штейнов вызывает расслаивание на две жидкости - обогащенный медью металлический расплав и сульфидную фазу. Из бедных по содержанию меди штейнов при их металлизации кристаллизуется твердый раствор Си в 7-Fe. [c.52]

Для приближенного определения характера структуры обычно пользуются диаграммой Шеффлера, предварительно подсчитав эквивалеитпые содержания никеля и хрома. На структуру этих сталей оказывает влияние также термообработка, пластическая деформация н другие факторы. По )тому положение фазовых областей на диаграммах состояния определено для немногих систем в виде псевдобинарн1,[х разрезов тройных систем, обычно Fe—Сг—Ni с углеродом. [c.281]

На рис. 4.23, а показана небольщая часть фазовой диаграммы бинарного сплава А—В, обогащенного компонентом А. Основы фазовых диаграмм рассмотрены в работе [33]. Вместо плавления и затвердевания при единственной температуре Та сплав, содержащий примесь б в Л и имеющий концентрацию В, в идеальном случае плавится в интервале температур от Ту до 7з. Диаграмма на рис. 4.23, а составлена для растворенного вещества В, которое понижает точку плавления вещества А. Заметим, что обе температуры Ту н Тз лежат ниже точки плавления чистого металла А. При охлаждении сплава состава Ву из области жидкости и при условии, что переохлаждение отсутствует, зарождение твердой фазы начинается при температуре Гь Твердая фаза, появившаяся при этой температуре, имеет состав б] и оставляет жидкость состава Ьу. При дальнейшем охлаждении осаждается большее количество твердой фазы, имеющей состав, который изменяется вдоль линии солидуса. Состав оставшейся жидкости изменяется по линии ликвидуса. При температуре Т твердая фаза имеет состав бз, жидкая — Ьз, а при температуре Тз твердая фаза состава бз находится в равновесии с жидкостью состава бз. До сих пор считалось, что скорость охлаждения бесконечно мала, так что всегда поддерживается равновесный состав. Другими словами, твердая фаза состава б], появившаяся первой, успела диффузионно перейти в состав бз, пока температура падала до Тз. Поскольку диффузия в твердом состоянии всегда медленна, а скорость охлаждения не может быть бесконечно мала, концентрационное равновесие никогда не достигается, в результате чего при температуре ниже Тз состав твердой фазы оказывается между 61 и 63, а жидкость с избытком В не затвердеет окончательно, пока температура не достигнет Т . [c.170]

При насыщении чистого железа различными элементами строение слоя подчи1 яется бщему правилу, согласно которому диффузия между двумя компонентами вызывает образование однофазных слоев, соответствующих однофазным областям диаграммы фазового равновесия Fe - /VI (Л-1 — любой другой элемент), пересекаемым изотермой при температуре насыщения. Диффузионные слои образуются в той же последовательности, что и однофазные области на диаграмма состояния (рис. 143, а). [c.229]

Насыщенно при температурах 1 и (рис. 143, а) сопровождается фазовой псрекрисг 1ллизацией. П случае диаграммы состояния с замкнутом областью Y ( эазы (Fe — Сг, Fe — А1, Fe — Si и др.) диффузия первоначально протекает в у фазе, а по достижении на поверхности предела растворимости происходит фазовая перекристаллизация у а (рис. 143). [c.230]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...