Критические температуры сплава Pb – Sb
| Сплав | Состав сплава, % | Температура начала кристаллизации, °С | Температура конца кристаллизации, °С | |
| свинец | сурьма | |||
| а | 100 | 0 | 327 | 327 |
| б | 94 | 6 | 300 | 246 |
| в | 87 | 13 | 246 | 246 |
| г | 40 | 60 | 465 | 246 |
| д | 0 | 100 | 631 | 631 |
Диаграмму состояния сплава (рис. 2б) строят в координатах температура (ось ординат) – состав сплава (ось абсцисс). Для построения диаграммы на ее поле наносят точки ликвидус и солидус компонентов и сплавов. Соединяя точки ликвидус одной линией, получают линию ликвидус диаграммы (линия АСВ), а соединяя точки солидус другой линией, получают линию солидус (линия ДСЕ). Точки А и В диаграммы определяют температуры кристаллизации чистых компонентов – свинца и сурьмы, соответственно. Точка С называется эвтектической точкой, она определяет состав эвтектического сплава. Сплавы, расположенные левее точки С называются доэвтектическими сплавами, а сплавы, расположенные правее эвтектической точки, – заэвтектическими.
Выше линии ликвидус (АСВ) сплав однофазный – он находится в жидком состоянии ( L ). В области диаграммы АСД сплав двухфазный, сплав состоит из жидкости и твердого свинца (Р b ТВ ). Область ВСЕ также двухфазная, здесь сплав состоит из жидкости и твердой сурьмы ( Sb ТВ ). Ниже линии солидус (ДСЕ) сплав находится в твердом состоянии и включает две фазы – Р b ТВ и Sb ТВ . Эвтектика (Р b ТВ + Sb ТВ .) кристаллизующаяся ниже точки С, не является самостоятельной фазой, а представляет собой простую механическую смесь двух кристаллических фаз – кристаллов свинца и
|
|
|
__________________
1е utektos - легко плавящийся (греч.), 2 liquidus – жидкий (лат.), 3 solidus – твердый (лат.).
сурьмы. Доэвтектические сплавы ниже линии ДСЕ состоят из эвтектики и твердого свинца, заэвтектические – из эвтектики и твердой сурьмы.
Диаграмма состояния сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов для произвольного сплава приведена на рис.3.
Компоненты сплава А и В неограниченно растворимы в жидком состоянии, не образуют друг с другом химических соединений, нерастворимы в твердом состоянии, образуют механические смеси из чистых компонентов.
Фазы сплава: - жидкий сплав ( L ), твердые кристаллы А, твердые кристаллы В.
Характерные точки диаграммы: точки А и В – температуры плавления компонентов А и В, соответственно; точка С - эвтектическая точка.
Характерные линии диаграммы: АСВ – линия ликвидус, DCE - линия c олидус.
Фазовый состав областей:
- выше линии АСВ- сплав однофазный (жидкость L );
- в области АС D - сплав двухфазный ( L + А);
- в области С BE - сплав двухфазный ( L + В);
- ниже линии D С E - сплав двухфазный – А + В, при этом ниже т. С кристаллизуется эвтектика (А + В) эвт ; ниже линии D С сплав имеет состав А +(А + В) эвт ; ниже линии С E - В + (А + В) эвт .
|
|
|
Рассмотрим кристаллизацию некоторых сплавов.
1. Эвтектический сплав (рис.3):
- участок 0-1' – охлаждение жидкого сплава ( L );
- участок 1'-1''– кристаллизация эвтектики (А + В) эвт ;
- участок 1''-2' – охлаждение эвтектики (А + В) эвт .
II . Заэвтектический сплав (рис.3):
- участок 0-1 – охлаждение жидкого сплава ( L );
- участок 1-2 – кристаллизация компонента А;
- участок 2-2' – кристаллизация эвтектики (А + В) эвт ;
- участок 2'-3 – охлаждение твердого сплава А + (А + В) эвт .
Правило отрезков
Правило отрезков позволяет определить состав и количество фаз в двухфазных областях диаграммы состояния.
а) б)
в)
Рис. 3. Диаграмма состояния сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов (а) и кривые охлаждения эвтектического I (б) и заэвтектического сплавов II (в)
Чтобы определить концентрации компонентов в фазах, через данную точку, характеризующую состояние сплава, проводят горизонтальную линию до пересечения с линиями, ограничивающими данную область; проекции точек пересечения на ось концентраций показывают составы фаз.
|
|
|
Например, для сплава К (см. рис. 2б) при температуре t (точка f ) состав жидкой фазы определяется проекцией точки m на ось концентраций (точка . m 1 ), а состав твердой фазы – проекцией точки n на ось концентраций (точка n 1 ). Жидкая фаза имеет состав - 48% Sb и 52% Pb , твердой фазой является чистая сурьма (100% Sb ).
В процессе кристаллизации состав жидкой фазы непрерывно изменяется по кривой f 1 C . В начале процесса кристаллизации жидкость будет иметь состав соответствующий точке f 11 (78% Sb и 22% Pb ), а в конце процесса – состав точки С (13% Sb и 87% Pb ). Таким образом, в процессе охлаждения сплава его жидкая фаза непрерывно обогащается свинцом.
Для того чтобы определить количество фаз, руководствуются следующим правилом: отрезки линии между точкой, характеризующей состояние сплава в двухфазной области, и точками, определяющими состав фаз, обратно пропорциональны количествам фаз.
Для сплава К при температуре t количество жидкой фазы определяется по выражению:
,
где nf и mn – длины отрезков на диаграмме состояния, мм;
а количество твердой фазы по формуле:
.
В процессе охлаждения сплава количество твердой фазы будет непрерывно увеличиваться, а количество жидкой фазы уменьшаться.
|
|
|
Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 356; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!