Предел растворимости в твердом состоянии

Примеси, даже при незначительном содержании (меньшем предела растворимости в твердом состоянии по данным диаграмм состояния), могут обогащать границы зерен. Растворимость алюминия в цинке при комнатной температуре равна 0,05% [0,15% (ат.)] [1], однако даже при содержании алюминия, в 15 раз меньшем, микротвердость по границам зерен цинка достигает 2450 МПа по сравнению с микротвердостью 1745 и 1696 МПа, которую имеют тела соседних зерен [1]. [c.47]

Очевидно, что для неограниченной растворимости друг в друге металлы должны обладать одинаковыми кристаллическими решетками. Но этого недостаточно. Одни пары металлов с одинаковыми решетками ирн достаточно высоких температурах образуют непрерывную область твердых растворов, а другие пары друг друга практически не терпят и предел растворимости в твердом состоянии очень мал. Почему это так [c.192]

Минимум удельного сопротивления при эвтектическом составе обнаружили у сплавов систем Zn—Си, Sn—Ni, Sn—Pb [270]. Сообщалось также о минимумах сопротивления, наблюдающихся в жидком состоянии при концентрациях, соответствующих пределу растворимости в твердом состоянии у сплавов систем Sn—Си и Sn—Pb и у нескольких расплавов на основе алюминия [c.124]

Эвтектический максимум Максимум вязкости при составах, соответствующих пределу растворимости в твердом состоянии Малые +ve отклонения [c.209]

Только разбавленные растворы Эвтектический минимум. Максимум при пределах растворимости в твердом состоянии [c.210]

Найден специфический эвтектический минимум, но не обоснован Эвтектический минимум вязкости Малые отклонения +ve Эвтектический минимум. Максимум при пределах растворимости в твердом состоянии [c.210]

Включения второй фазы в отливках могут образовываться по крайней мере по двум причинам (исключая неудовлетворительную технологию литья). Первая из них очевидна из предыдущего раздела включения образуются по границам зерен вследствие накопления там примесей. Начальная концентрация С,, растворенных элементов может быть на один — три порядка ниже предела растворимости в твердом состоянии, и все же, если/ о имеет низков значение, на границе между зернами может образоваться вторая фаза. Например, поскольку коэффициент распределения серы в железе равен всего лишь 10 , по границам зерен образуется непрерывная пленка FeS, которая сильно ухудшает механические свойства железа. Аналогично образование сульфида по границам зерен наблюдается и в никеле, так как коэффициент распределения серы в никеле равен к 10 . Эти вредные межкристаллитные [c.222]

Ликвидус на рис. 427 построен по [I]. Пределы растворимости в твердом состоянии и богатая Ti область диаграммы на рис. 427 даны по работе [2], за исключением эвтектоидной температуры, которую рассчитали как среднюю из 880 [1] и 870° С [2]. [c.449]

На основании изложенного легко объясняется предел растворимости в твердом состоянии при достижении значения электронной концентрации 1,4. [c.195]

Неограниченная растворимость наблюдается при соблюдении размерного фактора и если элементы имеют одинаковый тип кристаллической решетки. Неограниченная растворимость в твердом состоянии наблюдается в сплавах u-Au, u-Ni, Ge-Si. В полиморфных металлах встречается неограниченная растворимость в пределах одной модификации пространственной решетки. Например, Fe дает неограниченный ряд твердых растворов с хромом (ОЦК решетки), а Fe — неограниченный ряд твердых растворов с никелем (ГЦК решетки). [c.25]

Система цирконий—кислород [159] (см. рис. 93). Растворимость кислорода в p-Zr составляет максимально 2 мае. (10,5 ат.)% при температуре перитектического превращения (1940° С + 20° С) и уменьшается до нуля в точке превращения a-Zr p-Zr (862° С). Предел растворимости кислорода в a-Zr составляет 6,75 мае. (29 ат.)%, причем граница растворимости в твердом состоянии мало меняется с изменением температуры. [c.243]

Если различие в размерах атомов компонентов, образующих сплав, превышает примерно iA—15%, то растворимость в твердом состоянии должна быть ограниченной. Эта закономерность иллюстрируется фиг. 3, на которой в виде диаграммы приведены пределы благоприятных атомных размеров для твердых растворов на основе меди, серебра и у-железа [541. Если атомный диаметр растворяемого элемента находится за пределами области благоприятных атомных размеров по отношению к растворителю, то размерный фактор является неблагоприятным и растворимость в твердом состоянии будет уменьшаться пропорционально увеличению разницы в атомных диаметрах взаимодействующих элементов. В пределах благоприятной области размерный фактор имеет уже второстепенное значение, и общая величина растворимости в твердом состоянии будет определяться другими факторами. [c.152]

Анализ данных, представленных на фиг. 5, показывает, что в случае сплавов на основе серебра предельная растворимость в твердом состоянии соответствует значениям электронной концентрации, лежащим в довольно узких пределах около значения efa = 1,4. Для сплавов на основе меди разброс значений eta несколько больше, однако и в данном случае предельное значение электронной концентрации лишь немного меньше величины 1,4. В случае сплавов на основе золота предельные значения растворимости в твердом состоянии еще меньше и соответствуют электронной концентрации между 1,2 и 1,3. [c.158]

Диаграмма состояния сплавов для случая ограниченной растворимости в твердом состоянии. На рис. 31 представлена диаграмма состояния компонентов Л и В, обладающих ограниченной растворимостью. При кристаллизации компонент В размещается в решетке компонента А в атомарном (ионизированном) виде с образованием твердого раствора а с максимальной концентрацией, соответствующей точке Е при температуре В том случае, если компонент А в решетке компонента В размещаться не может, область твердого раствора со стороны компонента В отсутствует. В левой части диаграммы линия солидус АЕ будет наклонной, что соответствует формированию твердого раствора. За пределом насыщения (точка Е), когда появляется вторая фаза (компонент В) и образуется эвтектика, линия солидус становится гори- [c.70]

Сплавы — твердые растворы имеют низкие литейные свойства (плохая жидкотекучесть, склонны к образованию рассеянной пористости и трещинам). Для получения высоких литейных свойств концентрация компонентов в литейных сплавах должна превышать их максимальную растворимость в твердом состоянии и приближаться к эвтектическому составу. Эвтектические сплавы обладают хорошей жидкотекучестью и усадка в них проявляется в виде концентрированной раковины. Сплавы, находящиеся в области однородных твердых растворов, пластичны и поэтому хорошо прокатываются, куются, прессуются и т. д. Пластичность сильно снижается при появлении в структуре эвтектики. Поэтому в деформируемых сплавах максимальная растворимость при эвтектической температуре является верхним пределом содержания компонентов. [c.123]

Однако следует иметь в виду, что в подавляющем больщинстве случаев чистые компоненты и химическое соединение образуют области твердых растворов в ограниченных пределах. В этом случае диаграмму (рис. 47) следует рассматривать ак сложную, состоящую из двух диаграмм эвтектического типа с ограниченной растворимостью в твердом состоянии. Область г представ ляет собой твердый раствор на базе химического соединения. Ввиду того, что принципиальная диаграмма состояния, приведенная на рис. 47, тождественна диаграмме состояния 116 типа (стр. 63), мы не будем рассматривать процесс кристаллизации отдельных сплавов. [c.75]

Строение сплавов зависит от характера взаимодействия компонентов. Это взаимодействие может быть основано на способности компонентов вступать в химическую связь или растворяться друг в друге не только в жидком состоянии, но и в твердом в последнем случае сплав приобретает структуру твердого раствора. Растворимость компонентов в твердом состоянии может быть неограниченной и ограниченной, причем степень ограничения растворимости в зависимости от природы компонентов изменяется в широких пределах. [c.87]

В результате взаимодействия расплавленных частиц с плазмой и окружающей атмосферой происходит значительное газо-насыщение напыленного слоя. Специально поставленными экспериментами по напылению в камере с контролируемой атмосферой [53 ] было показано, что титан и коррозионно-стойкая сталь насыщаются кислородом до количеств, превышающих пределы растворимости кислорода в этих металлах в твердом состоянии. [c.169]

Для систем, перечисленных в приложениях VI—VII, не проводилось систематических исследований во всей области концентраций. Патерсон провел измерение до предела растворимости в твердом состоянии свинца в цинке в системе РЬ—Zn и наблюдал отрицательные отклонения от линейности. [c.89]

Результаты исследования систем сплавов собраны в приложении XLVHI. Ни разу не наблюдалось изменений восприимчивости, соответствующих эвтектике в твердом состоянии или пределу растворимости в твердом состоянии. Аномально изменение Xl системе Fe—Со, отнесенное за счет перехода от плотно упакованной структуры кобальта до более открытой структуры железа [450—452], не наблюдается в системе Со—Ni, где [c.144]

Поскольку все виды взаимодействия между атомами являются функцией электронных сил, то они должны подчиняться законам квантовой механики. Однако существующие теории твердого тела пока не в состоянии охватить или учесть влияние многочисленных факторов, которые представляются металлургам важными при определении структуры и различных свойств твердых растворов. Влияние таких, например, факторов, как химическое сродство или различия в размерах атомов, можно рассматривать лишь полуэмпирически, и даже электронное строение, для описания которого имеется детально разработанная теория, можно удовлетворительно использовать лишь в немногих простых случаях. Тем не менее в результате исследований главным образом Юм-Ро-зери и сотр. [52—54], проводившихся в течение более тридцати лет, были сформулированы некоторые общие правила относительно пределов растворимости в твердом состоянии и в какой-то мере закономерностей распространения и стабильности некоторых [c.151]

Примеси, вводимые в кристаллы германня или кремния, в общем незначительно увеличивают плотность дислокаций, если концентрация их не выходит за пределы растворимости в твердом состоянии. Плотность дислокаций резко возрастает нри содержании нримесей за пределами их растворимости в твердом полупроводнике, когда они находятся вне его решетки в состоянии дисперсных частиц второй фазы. [c.514]

В пределах растворимости в твердом состоянии присадка индия повышает сопротивление тория потускнению на воздухе при комнатной температуре. С повышением содержания индия выше этого предела до 19,59 (33 ат.) % скорость окисления сплавов возрастает вследствие более ннякой стойкости соединения ltiTh2 [3]. [c.526]

Если легирующие элементы добавляются при сплавлении с железом в количествах, превышающих их предел растворимости в твердом состоянии, то они вступают в химическую связь с железом, образуя соединения или чаще так называемые промежуточные фазы. Последние приближаются по своей природе к истинным химическим соединениям, но отличаются от них некоторыми особенностями кристаллического строения и переменным составом. Однако легирующие элементы, как правило, присутствуют в стали в количествах ниже их предела растгоримости в железе, и потому указанные фазы, за редким исключением, в технических сортах стали ае наблюдаются. [c.276]

Растворимость в твердом состоянии также достигается, когда смесь различных твердых компонентов обладает высокой степенью гомогенности. Стекло является примером смеси, которая при высокой температуре образует жидкий раствор и сохраняет при нормальной температуре гомогенность, достаточную, чтобы образовать прозрачный, твердый раствор. Многие металлы также образуют твердые растворы из-за способности их компонентов оставаться тесно смешанными при переходе расплавов из жидкого состояния в твердое. Способность материалов органических покрытий тесно смешиваться друг с другом в твердом состоянии чаще относят к их совместимости, чем к растворимости. Это обусловлено очень большими размерами органических молекул, вследствие чего трудно наглядно себе представить полное или очень тесное их смешение и легче представить себе совместимость таких материалов из-за химического или физического сродства. Такая совместимость часто бывает ограничена определенными пределами, т. е. определенным содержанием одного материала в другом. Ниже будет показано, что введение третьего вещества, например летучего растворителя, может увеличить совместимость двух веществ до образования ими жидкого раствора, но после иопарения растворителя этот раствор не может существовать в виде твердого раствора. [c.279]

Определенный успех эмпирического правила 15%-ной разницы (разд. 3) говорит о том, что в некоторых случаях размеры атомов чистых компонентов сплава могут служить ориентиром при оценке величины растворимости в твердом состоянии. Однако при таком подходе разность атомных размеров является лишь мерой препятствия, возникающего при образовании ограниченных твердых растворов. Следует отметить, что в некоторых системах, например в системах Ag — Sn и Ag — Sb, предельные значения растворимости в твердом состоянии меньше средних ее значений для других сплавов на основе серебра, тогда как ширина области существования промежуточной фазы с гексагональной плотноупакованной решеткой оказывается неолгиданно большой. Вместе с тем в обеих системах разница в атомных радиусах лежит в пределах от О до 15%, т. е. удовлетворяет требованию 15%-го правила. Это свидетельствует о том, что в данном случае может иметь значение не относительная, а абсолютная разница в атомных размерах. [c.166]

Как показали Даркен и Гарри [22], для большинства металлов коэффициент Пуассона равен - 0,3, и, следовательно, AF2/AF1 составит около 1,6, т. е. увеличение объема всей массы металла будет больше, чем увеличение объема полости. Описанная выше модель может быть перенесена на твердые растворы, в которых роль расширяющейся полости выполняют места, занимаемые атомами растворяемого элемента, а роль матрицы — основная масса металла-растворителя. По аналогии с рассмотренной моделью мы можем ожидать, что при образовании твердого раство-ра замеш ения замена атомов растворителя (полость) атомами растворяемого элемента, отличаюш,имися несколько большими размерами (несжимаемая жидкость), приведет к некоторому расширению металла. Оценки энергии деформации при таком расширении, сделанные рядом авторов (Даркен и Гарри 122], Эшелби [28]), показали прямую связь между пределами ограниченной растворимости в твердом состоянии и правилом 15%-ной разницы Юм-Розери. Определение периодов решетки твердых растворов также показало качественное согласие с вышеописанной моделью, однако в некоторых случаях наблюдается расширение решетки, даже если атомы растворяемого элемента оказываются меньше по сравнению с атомами растворителя. Это противоречие объясняется, по-видимому, трудностями достоверной оценки размеров атомов, а такя е является следствием влияния других факторов, например электронной концентрации, электрохимических эффектов, статических искажений и т. п., под действием которых размер атома растворяемого элемента в чистом веп],естве может значительно отличаться от его размера в твердом растворе. [c.172]

Поскольку вдоль линий пересечения граней А А ж А С энергетические разрывы отсутствуют, энергетическая зона целиком ае заполняется, так как при расширении сферы Ферми ее поверхность должна пересечься с гранями С, в связи с чем до заполнения зоны Бриллюэна часть электронов переходит за ее пределы. По этой причине приведенное выше уравнение следует считать приближенным. Значения п для -фаз с идеальным отношением осей и для е-фаз (разд. 7.1), имеющих с/а = 1,550, приблизительно равны 1,745 и 1,721 соответственно (SO]. Именно это и является причиной связи между стабильностью промежуточных фаз, обладающих гексагональной нлотноупакованной структурой, в. содержанием электронов во внутренней зоне Бриллюэна (см. разд. 7. 4,). При подключении внешней зоны, образованной гранями 00.2 и 10.1 , п = 2. Относительные различия между значениями векторов к в и А с, так же как и разница в величине энергетических разрывов, будут определять последовательность и природу взаимодействий и перекрытий между поверхностью Ферми и зоной Бриллюэна. Эти взаимодействия должны происходить при различных значениях энергии для разных граней зоны, что приводит, по мнению Джонса [60], к возйикнове-нию результирующего электронного натяжения , стремящегося деформировать зону Бриллюэна. Интерпретация характера зависимости периодов решетки у -фаз указывает на то, что в этих фазах перекрытие происходит только по граням 10.0 , тогда как в 8-фазах вблизи предельных значений растворимости в твердом состоянии, по всей видимости, происходит дополнительное перекрытие по граням 00.2 [80]. Как установили Джонс [60] и Массальский и Кинг [80], в г]-фазах (которые представляют собой ограниченные твердые растворы на основе цинка или кадмия) электронное перекрытие происходит как по граням 00.2 , так и по граням 10.0 ). [c.196]

Известно, что эффективное перемещение большого числа атомов в кристаллической решетке на расстояния, существенно превышающие межатомный промежуток кристаллической решетки (эффективный поток атомов в общем направлении), является результатом суммирования последовательных элементарных актов, для преобладающей части -которых одинаковы направления результирующих атомных перемещений. В металлических системах с ограниченной растворимостью в твердом состоянии, например Си — 8п, возможна реализация не только эффективного диффузионного потока атомов (макромасштабного процесса) в поверхностных слоях контактирующих материалов. Происходят изменения в расположении атомов в связи с их эффективным перемещением на расстояния, соизмеримые с межатомным промежутком. Эти перемещения осуществляются в элементарном акте и не развиваются в направленный диффузионный поток в последовательности множества перемещений. Подобные диффузионные явления имеют атомно-микроскопический масштаб и характеризуются автономностью и избирательностью. Локальные диффузионные явления атомно-микроскопического масштаба особенно интенсивно развиваются в предраспадных стадиях твердофазных превращений и реакций, когда в пределах твердого раствора, еще сохраняющего однофазность, уже начинают проявляться силы химической связи в межатомйых взаимодействиях [7]. [c.201]

Второе важное значение изотерм свойств заключается в том,, что они дают возмож ность определять положение линий диаграммы состояния, характеризующих ограниченную растворимость и пределы гомогенности в твердом состоянии. Границу гомогенной области для неферромагнптных сплавов можно определить по изотермам магнитной восприимчивости. Из рис. 43 [c.236]

Кривые ах и Ьу представляют собой кривые растворимости в твердом состоянии для а- и р-твердых растворов и иногда называются кривыми ограниченной растворимости. Сплавы, находящиеся в пределах составов и температур, соответствующих области х1аЬту, представляют собой смесь двух фаз. Например, при температуре t твердый раствор -состава I. находится в рав1Новесии с твердым раствором Р-состава т. Из простых термодинамических соображений следует, что кривые ограниченной растворимости и солидуса будучи проэкстраполированны-ми выше и ниже температуры эвтектического превращения должны попасть в соответствующие двухфазные области, как это показано пунктирными линиями а рис. 83. Кривые, подобные приведенным на рис. 84, термодинамически невозможны. [c.136]

Пока еще невозможно предсказать или рассчитать точную форму Кривых ликвидуса, солидуса и ограниченной растворимости в твердом состоянии. Однако уже сейчас -намечаются некоторые закономерности. Рассмотрим взаимодействие меди с рядом элементов 2п — Оа — Ое — Аз, а также серебра с Сс1 — 2п — 5п — 8Ь. Все указанные элементы располагаются в пределах зоны благоприятного размерного фактора соответственно по отношению к меди и серебру (рис. 80). Как было показано еще в 1934 г. Юм-Розер-и, Меботтом и Ченел-Эвансом, на основании анализа диаграмм состояния Си — Оа, Си — Ое..., а также А — Сс1, Ag — 5п... (при условий выражения состава в атомиых процентах) по мере увеличения валентности растворяемого элемента кривые ликвидуса и сол-идуса все круче падают вниз, а область первичных твердых растворов на основе меди и серебра соответственно сужается. Влияние валентности на характер взаимодействия меди и серебра с указанными элементами наглядно иллюстрируется диаграммами состояния, приведенными на рис. 87. Кроме того, оказывается, что влияние валентности проявляется и на свойствах сплавов. [c.139]

В изученных пределах (О—6,7% С) наблюдается неограниченная растворимость углерода в железе в жидком состоянии (рис. 1). В твердом состоянии растворимость углерода ограничена и существенно зависит от того, в какой кристаллической форме существует железо. Соответственно трем полиморфным модификациям железа различают три твердых раствора углерода в железе а-раствор (а-феррит), у-раствор (аустенит) и 6-раствор (6-феррит). Все они являются растворами типа внедрения. Растворимость углерода в твердом железе небольщая до 2% в аустените, до 0,1% в б-феррите и до 0,02% ва-феррите. [c.11]

При содержании О2 выше предела растворимости j образуюш.иеся легкоплавные окислы располагаются в твердом состоянии по границам зерен Мо, что вызывает его резкое охрупчивание. В присутствии Zr, Hf, Ti. Th. Nb вредное действие уменьшается [c.403]

Существенное изменение температуры полиморфного превращения может быть достигнуто за счет легирования. Все элементы, присутствующие в титане (примеси и специально вводимые для его легирования), могут быть сгруппированы по влиянию на полиморфизм. Элементы, повышающие температуру полиморфного а iri р-превращения и расширяющие область существования а-мо-дификации, относятся к группе а-стабилизаторов. В эту группу входят А1, Ga, La, Се, О, С, N. Типичные равновесные диаграммы состояния систем Ti—а-стабилизатор приведены на рис. 1, а, б. Обычно а-стабилизаторы подразделяются на две подгруппы образующие с а-фазой титана твердые растворы замещения (рис. I, а) и растворы внедрения (рис. 1,6). По мере увеличения содержания а-стабилизирующего элемента повышается температура а р-превращения, причем переохладить р-фазу до температур, лежащих ниже границы р -Ь а— а перевода, невозможно даже при значительных скоростях охлаждения. Все а-стабилизаторы обладают ограниченной растворимостью как в а-, так и в р-модификациях титана. В сплавах, содержащих а-стабилизаторы в количестве, большем предела растворимости, в а-фазе наблюдается п еритектоидное превращение р-твердого раствора с образованием либо упорядоченных фаз (системы Ti—А1, Ti—Ga), либо оксидных и карбонитридных соединений (системы Ti—О, Ti—С, Ti—N). К группе р-стабилизаторов относятся элементы, понижающие температуру полиморфного р— а-1-р-превращения титана и сужающие область существования а-фазы. В эту группу входит [c.5]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...