Фазы и диаграммы состояния сплавов

ФАЗЫ И ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ СПЛАВОВ [c.82]

Рис. 13.6. Изменение свободной энергии при выделении промежуточных фаз в системе твердых растворов с изменяющейся предельной растворимостью примеси (а) и диаграмма состояния сплавов (б)---

Рис. 61. Зависимость свободной энергии от состава и температуры и диаграмма состояния сплавов из компонентов, обладающих полной взаимной растворимостью в жидком и твердом состояниях — свободная энергия жидкой фазы — свободная энергия твердой фазы (твердого раствора а)

Связь между свойствами и диаграммой состояния. В сплавах с ограниченной растворимостью свойства при концентрациях, отвечающих однофазному твердому раствору, изменяются по криволинейной зависимости, а в двухфазной области по прямой (см. рис. 60), Крайние точки на прямой отвечают свойствам предельно насыщенных твердых растворов. При образовании гетерогенной структуры [например, (а + Р)-фаз I, некоторые свойства (твердость, прочность, электропроводность и др,) изменяются по правилу аддитивности. [c.100]

Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью и образованием эвтектики соответствует сплавам А1—Си, А1—31, Си—Ag и др. На рис. 4.9 дана диаграмма состояния для компонентов А и В и фаз С, а, 3. [c.42]

На рис. 12.23 приведен участок диаграммы состояния сплава, содержащего примесь С, образующую непрерывный ряд твердых растворов. В начальный момент затвердевания при температуре Го (на диаграмме точка Ао) образующаяся твердая фаза имеет состав, соответствующий точке Во на линии солидуса, т. е. содержит Ств примеси, входящей в твердый раствор. Поскольку это количество меньше, чем среднее, находящееся в расплаве исходного состава, он обогащается компонентом С до содержания i. Температура кристаллизации расплава этой концентрации будет ниже и соответствует Г), а образующаяся из него твердая фаза, состав которой определяется соответствующей точкой Bi на кривой солидуса, будет содержать Ga, примеси и т. д. Таким образом, вследствие того, что образующаяся твердая фаза всегда будет иметь меньшее количество примеси, чем ее средняя концентрация в расплаве, на поверхности раздела жидкой и твердой фаз будет находиться слой жидкости, обогащенной примесью, — участок концентрационного уплотнения. [c.456]

Обработку сталей и сплавов нужно производить в однофазном состоянии, так как при гомогенной структуре отдельные кристаллиты претерпевают более равномерную деформацию. В случае же гетерогенной структуры деформация может быть неравномерной вследствие различных свойств кристаллитов разных фаз, что может приводить к повышению сопротивления деформации, остаточным напряжениям и понижению пластичности обрабатываемого металла. Только отдельные виды гетерогенных структур, например мелкозернистый цементит, равномерно распределённый в феррите, обладают хорошей пластичностью. Поэтому при определении температур обработки ковкой-штамповкой необходимо руководствоваться также и диаграммами состояний (табл. 13). [c.289]

Для процесса диффузии в твердых фазах должны соблюдаться следующие условия 1) малое различие в размерах диаметров атомов паяемого металла и компонентов припоя, не превышающее 15—16% 2) определенная растворимость припоя в конструкционном материале, что может быть выявлено по данным бинарных диаграмм состояния сплавов. [c.335]

Диаграмма состояния сплавов, образующих ограниченные твердые растворы и эвтектику (рис. 39 и 40). Как видно из рис. 39, при температуре tl энергия Гиббса жидкой фазы ниже, чем энергия Гиббса а- и Р-фаз, поэтому выше линии ликвидус асб устойчива лишь жидкая фаза. [c.56]

Рис. 18, Диаграмма состояния сплавов системы Sn — Zn (г) и кривые охлаждения а - 100% Sn б - 4% Zn + 96% Sn в - 9% Zn + 91% Sn д - 60% Zn + 40% Sn e — 100% Zn. Условные обозначения фаз Ж — жидкий раствор 3(Zn + Sn) — эвтектика

Для теоретической проверки результатов испытаний металлических сплавов и обоснования опытных кривых охлаждения и диаграмм состояния пользуются правилом фаз. [c.88]

Таким образом, в процессе кристаллизации, которая происходит в интервале температур, состав жидкого сплава меняется по линии ликвидуса, а состав твердого раствора — по линии солидуса. Это легко подтверждается экспериментально, если с помощью фильтра разделить кристаллы твердого раствора и жидкого сплава, отвечающего определенной температуре, и произвести химический анализ разделенных фаз. Как видно из диаграммы состояния сплавов никеля с медью (фиг. 57), в начале затвердевания выделяющиеся кристаллы твердого раствора более богаты тугоплавким компонентом (в данном случае — никелем), а оставшийся жидкий сплав обогащается более легкоплавким компонентом (в данном случае— медью). [c.94]

Согласно псевдобинарной диаграмме состояния сплавов типа 18-8 при нагреве аустенитных швов стали типа 18-8 выше температур, соответствующих линии G—Е (см. рис. 3, а), вторичные карбиды растворяются и переходят в твердый раствор. Однородная аустенитная структура, полученная после закалки сварного шва, отличается высокой химической стойкостью и плохо травится. Чтобы улучшить травимость границ столбчатых кристаллов или зерен аустенита, необходимо вызвать появление избыточной фазы на этих границах. Поэтому все образцы после закалки были подвергнуты двухчасовому отпуску при 650° С, что дало возможность четко выявить микроструктуру аустенитных швов. [c.126]

Диаграмма состояния сплавов, образующих механические смеси (диаграмма состояния I рода). Компоненты таких сплавов в жидком состоянии неограниченно растворимы друг в друге, а в твердом — нерастворимы и не образуют химических соединений. Поэтому в этом сплаве возможно образование трех фаз жидкого сплава [c.51]

Сплавы, содержащие менее 32,5% цинка, являются однофазными. При более высоких содержаниях цинка в результате переохлаждения в структуре могут существовать р-твердые растворы (с уменьшением температуры линия раздела фаз а/а + Р иа диаграмме состояния смещается в сторону цинка). [c.91]

Причина 475 -хрупкости — выделение обогащенной углеродом а -фазы. По диаграмме состояния (рис. 54) 475°-хрупкость может ожидаться ниже 516 °С в широком диапазоне содержания хрома в сплавах Fe—Сг. Эта хрупкость может быть устранена нагревом при температуре выше 516 °С (например при 600 °С) и быстрым охлаждением стали до комнатной температуры. Длительного нагрева в области существования а+а-фаз следует избегать из-за возможного возникновения а-фазы, которая очень медленно [c.156]

После взятия необходимой пробы эксперимент повторяется при другой (предпочтительно более низкой) температуре таким образом можно построить кривую ликвидуса в соответствующем температурном интервале. Обычно для контроля за установлением равновесия необходимо получить несколько образцов после выдержки сплава в течение различного времени при данной температуре. Основной источник ошибок связан с возможностью удаления небольших частиц твердой фазы при взятии жидкой пробы это смещает фигуративную точку состава жидкой фазы на диаграмме состояния в сторону более высокого содержания легирующего элемента. Вероятность этой ошибки возрастает по мере уменьшения разницы в удельных весах между жидкой и твердой фазами. Дополнительные трудности при построении кривых ликвидуса могут быть связаны с системами, составленными из тугоплавких и легкоплавких металлов. Тугоплавкий компонент может выделяться (осаждаться) в образце, предназначенном для анализа, по мере его охлаждения выделившийся компонент может сопротивляться действию растворителей, которые успешно растворяют остальную часть сплава в итоге химический анализ может дать заниженные результаты. [c.87]

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]

При электрокристаллизации сплавов, так же как и при кристаллизации из расплава, может происходить раздельная кристаллизация обоих компонентов или же образование твердых растворов и промежуточных фаз. Однако существенное различие состоит в том, что электролитически кристаллизующиеся сплавы чаще всего находятся в состоянии, которое не соответствует термодинамическому равновесию. Поэтому имеются также совершенно характерные различия по сравнению с диаграммой состояния соответствующего сплава. Часто состав отдельных фаз значительно отличается от диаграммы состояния. В сплавах, полученных путем электрокристаллизации, могут отсутствовать отдельные фазы диаграммы состояния или же при температуре электрокристаллизации появятся нестабильные фазы. Следует отметить, например, тот факт, что наличие или отсутствие растворимости в твердом состоянии между двумя одновременно выделяющимися металлами не зависит от того, что показывает диаграмма состояния сплава этих металлов. [c.75]

В первой части учебника рассматриваются кристаллическое строение металлов, действие на их строение и свойства процессов кристаллизации, пластической деформации и рекристаллизации, фазы, образующиеся в сплавах, и диаграммы состояния двойных и тройных систем. Подробно освещены вопросы технологии термической и химико-термической обработки стали. Описаны конструкционные, инструментальные, нержавеющие и жаропрочные стали и сплавы на основе титана, меди, алюминия, магния и других металлов. [c.2]

При протекании фазовых превращений в сплавах вновь образующаяся фаза не обязательно должна иметь более низкий уровень свободной энергии, чем исходная фаза, но обязательно, чтобы в процессе фазового превращения свободная энергия в целом уменьшалась. По зависимостям изменения свободной энергии от температуры, концентрации и давления можно построить диаграммы состояния сплавов, не прибегая к эксперименту. [c.94]

Диаграмма состояния сплавов с частичным распадом твердого раствора при понижении температуры приведена на рис. 73. Линии ас и Ьс, как и в рассмотренных выше диаграммах, являются линиями ликвидус. При температурах, соответствующих линии ас, из жидкого сплава начинают вьщеляться кристаллы а (твердого раствора компонента В в компоненте Л), а по линии Ьс — кристаллы р-фазы (твердого раствора компонента Л в компоненте В). [c.114]

Применяя правило фаз к диаграмме состояния сплавов свинца с сурьмой, у которых число компонентов равно2, получаем 0=2+1— —ф=3—Ф. Выше линии АСВ, где все сплавы находятся в однородном жидком состоянии Ф=1 и число степеней свободы С=3—1 =2. Здесь система двухвариантна, так что можно менять и температуру и концентрацию сплава, не изменяя его равновесия сплав будет оставаться жидким. [c.56]

Фазами на диаграмме состояния сплавов Си—5п являются я-твердый раствор олова в меди, имеющий, как у чистой меди, решетку куба с центрированными гранями и ряд промежуточных твер-.дых растворов, построенных на основе межметаллических соединений [c.395]

Индукционная обработка стальных и чугунных деталей машин и оборудования является одним из базовых направлений в машиностроении. В ней различают традиционную индукционную обработку, когда характерный уровень удельных поверхностных мощностей составляет до 10 Вт/м , и высокоэнергетическую (импульсную) обработку при удельных мощностям 10 +10 Вт/м . В первом случае динамика нагрева и охлаждения детали такова, что фазовоструктурный состав детали определяется температурой и диаграммами состояния сплавов . Во втором случае, когда скорости процессов нагрева и охлаждения в слое металла становятся сравнимыми со скоростями диффузионного массопереноса и фазообразования, равновесный пбдход к анализу развития процессов в слое становится неприменимым. Так, при нагреве слоя стали за время т < 0,1 с оно становится сравнимым со временем превращения перлита в аустенит. Это приводит к необходимости существенного перегрева слоя по сравнению с равновесной температурой Ас для данной стали. При скоростях нагрева и охлаждения V > 10 К/с происходит смещение температурных интервалов начала и конца образования мартенсита (М -Мк), возникают метастабильные фазы и др. Эти процессы лежат в основе быстро развивающейся в настоящее время высокоэнергетической индукционной обработки деталей с применением непрерывных и импульсных мощных высокочастотных полей (ВИЗ - высокочастотная импульсная закалка). [c.489]

Диаграмма состояния сплавов с полной нерастворимостью в твердом еостоянии соответствует двойным сплавам РЬ—Sb, Sn—Zn, Pb— Ag, Bi— d и др. Рассмотрим диаграмму состояния для компонентов /4 и fi и фаз L кристаллов А w В (рис. 4.6). [c.41]

Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии приведена на рис. 72. Выше линии ликвидус (АСВ) — находится жидкая фаза ниже линии солидус (AD EB) сплавы находятся в твердом состоянии и являются однофазными или двухфазными (а -f Р), где аир — твердые растворы компонентов В в Л (а) и Л в В (Р). В интервалах кристаллизации наблюдается двухфазное равновесие, отвечающее фазам (ж -f а) или (ж + Р). Точка D для твердого раствора а и точка Е для твердого раствора р показывают максимальную растворимость соответствующих [c.97]

Таким образом, комплекс сведений о свойствах межфазной границы кристаллизующейся твердой фазы с маточной средой (краевой угол смачиваемости, работа адгезии, адгезионное и межфазное нatяжeниe) могут служить существенным дополнением диаграммы состояния сплава. [c.3]

По диаграмме состояния сплава исследователь может узнать состав образующихся твердых фаз, их весовое и объемное содержание. Однако сведений,. полученных из диаграммы, недостаточно, чтобы сказать определенно, можно ли путем на правле,нной кристаллизации получить в данной системе упрочненные материалы непосредственно из расплава. [c.108]

Элементы второй группы (Сг, Мо, Л/, V, А1, 51 и др.) понижают температуру критической точки и повышают температуру точки Л3, Это приводит к тому, что при определенной концентрации легирующих элементов (см, точку у на рис. 91, б) критические точки Ах и Лз, а точнее их интервалы, сливаются, и область у-фазы полностью замыкается. При содержанки легирующего элемента большем, чем указано на рис. 91, б (точка у), сплавы при всех температурах состоят из твердого раствора легирующего элемента в а-железе. Такие сплавы называют ферритными, а сплавы, имеющие лишь частичное превращение, — полуфврритными. На рис. 92, б приведена диаграмма состояния сплавов Ре—Сг, характерная для этой группы элементов. [c.136]

Диаграммы состояния. Интервал составов сплавов Си — А1 — N1, которые могут практически применяться в качестве сплавов с эффектом памяти формы, определяется областью, в которой при высокой Т существует /3-фаза, т.е. ограничен составом [ % (по массе) ] близким к Си — 14 А1 — 4 N1. Это соответствует соединению СизА1 в двухкомпонентной системе. Первоначальные исследования мартенситного превращения осуществлялись именно в ней. Диаграмма состояния сплавов Си — А1 — N1 и мартенситное превращение в этих сплавах по существу не отличаются от двухкомпонентной системы Си — А1, поэтому ниже рассматривается двухкомпонентная система Си — А1. [c.100]

И В ЯВЛЯЮТСЯ металлами с гранецентрированной кубической решеткой с близким периодом и диаграмма состояния не известна, то отдельная рентгенограмма не позвол1ит различить твердые растворы в Л и в В, хотя при наличии рентгенограммы для ряда сплавов измерение периодов решетки обычно позволяет установить это различие. Таким образом, влияние состава на протравливаемость фазы усложняет построение диаграммы состояния, однако при тщательной работе оказывается возможным использовать преимущества метода микроанализа. [c.229]

Диаграмма состояния сплавов свинца с сурьмой достаточно наглядно показывает, что только чистые металлы и сплав эвтектической концентрации плавятся и затвердевают при постоянной, строго определенной, температуре, причем характерная особенность эвтектического сплава (в данном случае содержащего 13% Sb) заключается в том, что он имеет более низкую температуру плавления, чем составляющие его компоненты. Затвердевание всех остальных сплавов происходит в определенном интервале температур, причем при охлаждении любого сплава сперва из жидкой фазы выделяется в виде кристаллов избыточной по отношению к составу эвтектики компонент, так как при охлаждр ни и любого сплава его жидкая фаза всегда стремится к эвтектической концентрации. При достижении жидкой фазой эвтектической концентрации происходит кристаллизация эвтектики при постоянной температуре и сплав после затвердевания получает структуру эвтектики (равномерная микросмесь кристаллов составляющих компонентов) и кристаллов избыточного компонента. [c.99]

Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии( диаграмма состояния III рода). Данная диаграмма характеризует сплавы, у которых компоненты неограниченно растворимы в жидком состоянии, ограниченно — в твердом и получающиеся твердые растворы образуют эвтектику. К таким сплавам относятся алюминий-медь, маг-ний-алюмцний, магний-цинк и др. Рассмотрим этот тип диаграммы в общем виде ( рис. 2.6). В сплаве могут существовать три фазы — жидкий сплав, твердый раствор а компонента В в компоненте А и твердый раствор р компонента А в компоненте В. Твердые растворы обозначены здесь строчными греческими буквами, а компоненты — заглавными латинскими буквами. Данная диаграмма содержит в себе элементы двух предыдущих. Линия АСВ является линией ликвидус, линия AD EB — линией со-лидус. По линии АС начинают выделяться кристаллы твердого раствора а, по линии СВ — твердого раствора р. Левее точки D кристаллизация заканчивается образованием структуры однородного твердого раствора а, а правее точки Е — однородного твердого раствора р. Точ- [c.58]

Общие сведения о температурных и кон-целтрац. границах существования фаз (феррита, цементита, перлита и аустени-та) дает диаграмма состояния сплавов железо — углерод. [c.196]

В соответствии с диаграммой состояния сплавы 1п—РЬ представляют непрерывный ряд твердых растворов с точками плавления, возрастающими от температуры 155° (для индия) до 327° (для свинца). Согласно В. С. Когану и Б. Я- Пинесу [54], при температуре, близкой к 20°, систе.ма 1п—РЬ имеет три од]юфазные области а-фаза с содержанием до 0,13% РЬ, уфзза с содержанием 14—29% РЬ и 3-фаза с содержанием 32—100% РЬ. [c.144]

Диаграмма состояния — графическое изображение состояния любого сплава изучаемой системы в зависимости от его концентрации и температуры. Диаграмма состояния показывает равновесные, устфйчивые состояния, т. е. такие, которые при данных условиях обладают минимальной свободной энергией. Теоретическое и практическое значение диаграмм состояния очень велико. Изучение любого сплава прежде всего начинается с построения и анализа диаграммы состояния соответствующей системы, так как диаграмма состояния дает возможность изучать фазы и структурные составляющие сплава. [c.137]

На рис. 159 приведена диаграмма состояния сплавов алюминия с медью. Медь растворяется в кристаллической решетке алюминия с образованием а-твердого раствора, причем растворимость меди в алюминии с понижением температуры уменьшается от 5,5% при 548° С до 0,5% при 20° С (линия DF). Кроме твердого раствора, медь образует с алюминием металлическое соединение состава uAlg, которое содержит 55% Си и его обозначают как 0-фаза. [c.274]

Температурный интервал обработки давлением выбирают с учетом диаграммы состояния сплава. Желательно, чтобы в этом температурном интервале металл находился в однофазном состоянии. В двух- или многофазном состоянии при низкой пластичности одной из фаз возможно разрушение металла. Исключение представляют доэвтектоидные стали (рис. 73), которые при температурах двухфазного состояния между линиями 08 и Р8 обладают достаточной пластичностью. Достаточную Пластичность имеют и заэвтектоид-ные стали выше 750° С, в которых между линиями ЕЗ и 5/С фиксируется двухфазная структура из аустенита со вторичным цементитом. Цементит располагается в виде сетки по границам зерен и снижает пластичность стали. Однако после разрушения этой сетки [c.94]

Температуры откладывают по высоте призмы. Поэтому для указания фаз и структуры тройного сплава в зависимости от концентрации и температуры необходимо пространственное изображение диаграммы. Для построения диаграммы состояния тройных сплавов сначала строят (как и для двойных сплавов) кривые охлаждения в координатах температура — время. Эти сгглавы отмечают точками в концентрационном треугольнике из них восстанавливают перпендикуляры, на которых при соответствующих температурах откладывают критические точки. Через эти критические точки проводят поверхности (вместо линий на диаграммах двойных сплавов). [c.125]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...