Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов.

Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии и кривые охлаждения типичных сплавов

а — диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии; б — кривые охлаждения типичных сплавов

Проведем анализ диаграммы состояния.

Диаграмма состояния сплавов твердых растворов с неограниченной растворимостью
Диаграмма состояния сплавов механических смесей. Эвтектика. Эвтектический сплав.
1. Количество компонентов: К = 2 (компоненты А и В);
2. Число фаз: f = 3 (жидкая фаза и кристаллы твердых растворов α (раствор компонента В в компоненте А) и β (раствор компонента А в компоненте В));
3. Основные линии диаграммы:

· линия ликвидус acb, состоит из двух ветвей, сходящихся в одной точке;

· линия солидус аdcfb, состоит из трех участков;

· dm – линия предельной концентрации компонента В в компоненте А;

· fn – линия предельной концентрации компонента А в компоненте В.

Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых образуют химические соединения
Диаграмма состояния сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии (переменная растворимость)

4. Типовые сплавы системы.

При концентрации компонентов, не превышающей предельных значений (на участках Аm и nВ), сплавы кристаллизуются аналогично сплавам твердым растворам с неограниченной растворимостью, смотрите кривую охлаждения сплава I на рисунке, позиция б. При концентрации компонентов, превышающей предельные значения (на участке dcf), сплавы кристаллизуются аналогично сплавам механическим смесям, см. кривую охлаждения сплава II на рисунке, позиция б.

Сплав с концентрацией компонентов, соответствующей точке с, является эвтектическим сплавом. Сплав состоит из мелкодисперсных кристаллов твердых растворов α и β, эвт. (кр. тв. р-ра α + кр. тв. р-ра β).

Кристаллы компонентов в чистом виде ни в одном из сплавов не присутствуют.

Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых образуют химические соединения.

Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых образуют химические соединения

Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии
Диаграмма состояния сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии (переменная растворимость)

Число фаз и вид простых диаграмм определяются характером взаимодействия между компонентами:

· Эвт₁ (кр. А + кр. AmBn);

· Эвт₂ (кр. B + кр. AmBn).

Кривая охлаждения железа.

При 768°С получается остановка на кривой охлаждения, связанная не с перестройкой решетки, а с изменением магнитных свойств. Выше 768°С а-железо немагнитно (немагнитное а-железо называют иногда Р-железом). Ниже 768 С железо ферромагнитно.  

Как и при первичной кристаллизации для полиморфных превращений необходимо переохлаждение или перегрев относительно равновесной температуры. По своему механизму это кристаллизационный процесс, осуществляемый путем образования зародышей (как правило, на границах зерен) и последующего их роста. В результате образуются новые кристаллические зерна, имеющие другой размер и форму. Скачкообразно изменяются все свойства: удельный объем, теплоемкость, теплопроводность, механические и химические свойства.

Полиморфные модификации обозначают буквами греческого алфавита а, (3, у, Sи т.д. Модификацию, устойчивую при более низкой температуре, обозначают а, при более высокой - (3, затем у и т.д. Температурным полиморфизмом обладают около тридцати металлов, например:                             марганец ( а-

Мп, р-Мп, у-Mn, 5-Мп), титан (a-Ti, Р-Т), кобальт (а-Со, (З-Со), олово (a-Sn, p-Sn) и др. Часть металлов не имеют полиморфных превращений, например: Ni (ГЦК), Au (ГЦК), Ag (ГЦК), Pt (ГЦК), Си (ГЦК), Zn (ГПУ).

Железо является основным компонентом сталей, чугунов и обладает полиморфизмом. На рис. 3 приведена кривая охлаждения железа с температурами полиморфных превращений

Железо имеет две температуры полиморфного превращения 9П °С и 1392 °С. Ниже 911 °С железо имеет кубическую объемноцентрированную ячейку (ОЦК) и модификацию a-Fe (Fea). При 911 °С решетка перестраивается в кубическую 1ранеценгрированнуцГЦК) и модификацию у-ге (Fe-/). При 1392 "С решетка вновь перестраивается в ОЦК и модификацию S-Fe (Fes). При 768 ^!;С (точка Кюри) на кривой охлаждения получается площадка, связанная не с перестройкой решетки, а с изменением магнитных свойств железа.