Диаграмма состояния для сплавов с неограниченной растворимостью в твердом состоянии

ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ ДЛЯ СПЛАВОВ С НЕОГРАНИЧЕННОЙ РАСТВОРИМОСТЬЮ В ТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ (II РОДА) [c.123]

Диаграмма состояния для сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии 11 [c.78]

Равновесная кристаллизация. При равновесной кристаллизации процесс перехода из жидкого в твердое состояние происходит при бесконечно малых скоростях охлаждения и описывается равновесной диаграммой состояния. Если основной металл А я припой В образуют между собой сплавы с неограниченной растворимостью в жидком и твердом состоянии (рис. 65) и при температуре пайки состав жидкой составляющей, заполняющей соединительный зазор, отвечает равновесному ликвидусу (точке I), граница основной металл—зона сплавления — солидусу диаграммы состояния (точка я), то для кристаллизации в зоне сплавления (при отсутствии изотермической кристаллизации) требуется снижать температуру по сравнению с температурой пайки. Для сплава состава Со, отвечающего точке I, снижение температуры наибольшее. Для жидких сплавов других составов интервал, в котором произойдет их полное затвердевание, уменьшается. Экспериментально установлено, что в ходе кристаллизации в шве твердая фаза выделяется как на подложку, т. е. на поверхность основного металла, так и непосредственно в расплаве. [c.118]

Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии для условно принятых компонентов системы А и В приведена на рис. 70. Верхняя линия АВ — геометрическое место [c.95]

Диаграмму состояния двухкомпонентных сплавов для случая, когда два компонента неограниченно растворимы в жидком состоянии, а в твердом состоянии нерастворимы и образуют механическую смесь, условно называют диаграммой состояния I типа. В качестве примера рассмотрим диаграмму состояния сплавов свинец — сурьма. При помощи термического метода построим кривые охлаждения для чистых свинца и сурьмы и для их сплавов с концентрацией сурьмы 5, 10. 13 и 25% (фиг. 49). [c.118]

Диаграммы состояния сплавов второго рода характерны для сплавов, компоненты которых обладают неограниченной взаимной растворимостью, как в жидком, так и в твердом состоянии. Следовательно, сплавы такого типа после затвердевания будут состоять из кристаллов твердого раствора. На примере сплавов меди с никелем рассмотрим принцип построения таких диаграмм. [c.54]

Диаграмма состояния П типа. Диаграмму состояния для компонентов, неограниченно растворимых друг в друге как в жидком, так и в твердом состоянии и образующих при кристаллизации твердый раствор, называют диаграммой состояния II типа. Диаграмма состояния сплавов меди с никелем, кристаллизующихся по этому типу, приведена на фиг. 53. Компонентами в этой системе являются медь и никель число фаз две жидкий раствор и твердый раствор переменной концентрации. Выше линии ликвидуса сплавы находятся в жидком состоянии, ниже линии солидуса — в твердом состоянии, образуя непрерывный ряд твердых растворов никеля и меди разной концентрации. [c.123]

Диаграмму состояния сплавов, компоненты которых неограниченно растворимы друг в друге как в жидком, так и в твердом состоянии, а при кристаллизации образуют твердый раствор, называют .условно диаграммой состояния второго типа. Диаграмма состояния сплавов меди с никелем, кристаллизующихся по этому типу, приведена на рис. 29. Компонентами в этой системе являются медь и никель число фаз две жидкий раствор и твердый раствор переменной концентрации. Выше линии ликвидуса сплавы находятся в жидком состоянии, ниже линии солидуса — в твердом состоянии, образуя непрерывный ряд твердых растворов никеля в меди разной концентрации. Фазовая и структурная диаграммы состояния второго типа одинаковы. Область / представляет собой жидкий раствор область II — жидкий раствор и кристаллы твердого раствора нике, я и меди, обозначенного на диаграмме буквой а область III — кристаллы твердого раствора никеля и меди—а. Применяя правило фаз для определения числа степеней свободы у сплавов, име- [c.61]

Рис. 4.17. Схема ликвации в сплавах систем с неограниченной (а) и ограниченной (б) растворимостью компонентов в твердом состоянии (а , q и Ь[ — кривые среднего состава твердого раствора при неравновесной кристаллизации сплавов Сь Сг и Сз, соответственно практически кристаллизация сплава Сг завершается при температуре Те и при этой температуре средний состав кристаллов будет Сг как у расплава до начала кристаллизации сплавы, составы которых лежат слева от Сг, будут кристаллизоваться в однофазном состоянии, а сплавы, составы которых лежат справа, — в двухфазном, хотя сплавы из интервала Сг-я по равновесной диаграмме должны быть однофазными. Для составов, лежащих правее от Сг, например, для состава Сз при эвтектической температуре жидкость примет состав точки е, кристаллы — состав точки / и, следовательно, остается какое-то количество жидкости т, которое затвердеет и даст эвтектику. Таким образом, при кристаллизации вместо однородного твердого раствора согласно равновесной фазовой диаграмме получается структура неоднородного твердого раствора + эвтектика).

Рассмотрим построение диаграммы состояния для сплавов с неограниченной растворимостью в твердом состоянии. Например, экспериментально получены кривые охлаждения компонентов А и В и сплавов / (70 % Л и 30 % В), II (50 % Л и 50 % В) и III (20 % Л и 80 % В) (рис. 3.3, а). Кристаллизация компонента Л начинается и заканчивается при постоянной температуре t. - Аналогично происходит кристаллизация компонента В при температуре 1в- Кристал-лизацпя сплавов I, II и III происходит в интервале температур. Кристаллизация сплава I начинается при температуре и заканчивается при температуре U с образованием твердого раствора а. Аналогично происходит кристаллизация и двух других сплавов — при температуре 4 начинается и прн температуре заканчивается затвердевание сплава //, а сплава III — при температурах и Разница только в интервале температур начала и конца кристаллизации. [c.22]

Аксон и Юм-Нозери [5] показали, что экстраполированные значения кажущегося атомного диаметра (см. разд. 6. 1) для различных элементов, растворенных в алюминии, зависят от ряда факторов, таких, как относительный объем, приходящийся на одив валентный электрон в решетке.растворителя и растворяемого элемента, отношение ионных радиусов, относительные различия в электрохимическом сродстве. Юм-Розери и Рейнор [49] изучали измерение периодов решетки в системе магний — кадмий в зависимости от состава сплавов в области температур, при которых в этой системе существует неограниченная взаимная растворимость в твердом состоянии (см. фиг. 1). При сплавлении магния с кадмием номинальная электронная концентрация не изменяется, так как оба элемента двухвалентны. Вначале при добавлении кадмия к магнию происходит уменьшение периода решетки а однако отношение осей с а при этом возрастает очень мало, так как период решетки с также уменьшается с увеличением содержания кадмия и примерно в такой же степени, что и период а. При добавлении магния к кадмию (т. е. в противоположном конце диаграммы состояния) периоды решетки о и с также уменьшаются, но значительно быстрее. Наличие по крайней мере двух электронов на атом в сплавах этой системы означает, что должно иметь место перекрытие первой зоны Бриллюэна с поверхностью Ферми (см. фиг. 24), поскольку все сплавы магний — кадмий являются проводниками электричества. В чистом кадмии перекрытие происходит только-в середине граней 10.0 и 00.2 и отсутствует вдоль ребер, образуемых пересечением этих граней, тогда как в магнии перекрытие имеет место как в середине граней 10.0 , так и вдоль ребер. Юм-Розери и Рейнор для объяснения изменений периодов решетки в системе Mg — Gd предположили, что происходит постепенно изменение последовательности перекрытия граней и ребер при переходе от кадмия к магнию, т. е. переход от перекрытия в центре граней 00.2 и 10.0 к перекрытию вдоль ребер и центров граней типа 10.0 . [c.190]

Перейдем к сплавам Си (а также Ag и Au) с другими элементами Б-подгрупп. Из-за отличия кристаллических структур последних от ГЦК структуры меди образование неограниченных твердых растворов здесь невозможно. Диаграммы состояния показывают, что в этих сплавах образуются ограниченные твердые растворы (а-фазы), причем предельная растворимость закономерно уменьшается с возрастанием валентного фактора (рис. 6.8). Для а-(Си—Zn) предельная концентрация составляет 38 ат. % Zn, а для сплавов с Ga, Ge и As она уменьшается приблизительно в 2,3 и 4 раза, т. е. обратно пропорционально валентному фактору, С повышением в сплаве содержания Б-компонента электронная концентрация, отнесенная к одному атому, ef a увеличивается. Для рассмотрения сплавов одновалентных металлов отношение Се/Са равно единице и не зависит от атомной концентрации. В сплаве Си—Zn электронная кон-дентрация изменяется от единицы до двух, в сплаве Си—Ga — от единицы до трех и т. д. Предельная растворимость в рассматриваемых сплавах определяется достижением критического значения электронной концентрации Се/Са= 1,36, при которой из-за большого вклада энергии электронного газа в общую энергию сплава ГЦК структура становится неустойчивой и появляется новая фаза p- uZn с более высоким значением критической электронной концентрации Се/со = 1,5. Как показал Юм-Розери, в этих системах при определенных электронных концентрациях [c.122]

Сплавы из двух компонентов, обладающих неограниченной растворимостью в жидком и твердом состояниях. Для характеристики этого типа сплавов рассмотрим сплавы системы Си—N1 (рис. 38) (никелевые бронзы). Диаграмма состояния сплавов этой системы построена подобно диаграмме системы РЬ—5Ь (экспериментально) при помощи термического метода. Чистые компоненты, взягые для сплавов, имеют по одной температурной остановке меди — ЮвЗ С (точка А), никеля—1452°С (точка В). Сплавы из этих компонентов кристаллизуются в некотором интервале температур и имеют на кривых охлаждения две критические точки а и 6 (кривая на рис. 38 справа). Площадок на кривых охлаждения сплавов этого типа нет. На основании найденных критических точек превращения строится диаграмма состояния. Верхняя линия диаграм.мы АСВ представляет собой точки начала кристаллизации сплавов — линию ликвидуса, а нижняя АВВ — точки конца кристаллизации, т. е. линию солидуса. При нагревании линия АЬв (солидус) показывает температуры начала, а линия АСВ (ликвидус) — конца плавления сплавов. [c.64]

Общий вид диаграммы состояния для сплавов, которые обладают неограниченной растворимостью как в жидком, так и в твердом состоянии, представлен на рис. 34, 6. Сплав с концентрацией компонентов, соответствующей линии ММ, затвердевает в интервале температур между точками а и с. Первоначально из жидкой фазы выделяются кристаллы твердого раствора с концентрацией компонентов, соответствующей точке . При дальнейшем понижении температуры состав выпадающих кристаллов твердого раствора изменяется соответственно линии ЕР с. Процесс кристаллизации сопровождается образованием деидри-тов. в этом случае оси первого порядка дендрита содержат больше тугоплавкого компонента, чем оси второго порядка, оси второго порядка — больше, чем оси третьего порядка и т. д., а междендритное пространство, затвердевающее в последнюю очередь, содержит наибольшее количество легкоплавкого компонента. Такое образование неоднородности химического состава в отдельных частях кристаллов твердого раствора называется внутрикристал-л и ческой ликвацией. Состояние дендритной неоднородности является неустойчивым и состав кристаллов постепенно выравнивается в результате процессов диффузии. Выравнивание состава кристаллов будет тем полнее, чем медленнее охлаждение и чем больше выдержка металла в нагретом состоянии. [c.77]

Существуют различные типы диаграмм состояния сплавов в зависимости от числа входящих в них компонентов (двойные — для двухкомпонентных, тройные — для трехкомпонентных сплавов). Ниже приведены важнейшие типы двухкомпонентных сплавов, которые образуют два типа соединений, — механическую смесь и твердый раствор. Диаграммы состояния сплавов химических соединений не рассматриваются. Сплавами, образующими механическую смесь, являются свинец — сурьма, медь — никель, алюминий — кремний и др. Диаграммы состояния сплавов строятся в координатах температура — содержание. Рассмотрим диаграмму состояния сплава с применением компонентов, которые в жидком виде неограниченно растворимы, а в твердом — образуют механическую смесь. К таким диаграммам 1-го рода относят диаграмму состояния сплава свинец — сурьма. Для построения диаграммы из множества спла- [c.30]

Твердые растворы. Особый интерес представляют двойные системы с неограниченной взаимной растворимостью компонентов в жидком и твердом состояниях. В этом случае сплавы после затвердевания образуют твердые растворы. При затвердевашш таких сплавов из жидкости выпадают кристаллы твердого раствора, всегда более богатые, чем маточный раствор, тем компонентом, который повышает температуру плавления. Диаграмма со-сгояиия для такой системы представлена на рис. 20. Как видно из диаграммы, по охлаждении расплава, содержащего г % компо- нента Б, до температуры, отвечающей точке с, выпадут первые кристаллы твердого раствора состав которых характеризуется точкой й и которые более богаты компонентом А, ем исходный расплав. Смешанные кристаллы выпадают начиная от температуры, которой отвечает точка с, до температуры, которой соответствует точка е, причем по мере того как понижается температура кристаллизации, состав кристаллов изменяется в сторону увеличения содержания компонента Б. Наиболее богаты им последние кристаллы, выпадающие при температуре, которой отвечает точка е. [c.48]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...