Теоретическое обоснование роботы



Сплавы - это сложные вещества, полученные сплавлением двух и более компонентов.

Строение сплава зависит от того, в какие взаимодействия всту­пают компоненты, образующие сплав. В связи с этим могут быть образованы три вида сплавов: механические смеси, твердые растворы и химические соединения.

Диаграмма состояния с механической смесью (эвтектикой)

Сплав системы Pb - Sb относится к сплавам типа "механические смеси". Механическая смесь образуется тогда, когда компоненты, образующие сплав, взаимно растворимы в жидком состоянии, не растворимы в твердом состоянии и не образуют химических соеди­нений.

Особенность кристаллизации сплавов типа механические смеси рассмотрим на примере сплавов Pb-Sb следующего состава:

1. 5% Sb и 95% Pb

2. 13% Sb и 87% Pb

3. 30% Sb и 70% Рb

Кривые охлаждения этих сплавов представлены на рис.3.1,3.2 и 3.3.

Кривая охлаждения сплава из 5 % Sb и 95 % Pb состоит из четырех участков (рис. 3.1)

1 - охлаждение сплава в жидком состоянии;

2 - кристаллизация избыточного компонента (Pb) в интервале температур – T1 - T2 ;

3 - одновременная кристаллизация свинца и сурьмы при постоянной

температуре T2.  

4 - охлаждение сплава в твердом состоянии.

 

Кристаллизация сплава начинается при температуре T1 (верхняя критическая температура) и протекает при переменной температуре до T2  (нижняя критическая температура).

В интервале температур T 1 _- T2 из жидкости выделяются кристаллы избыточного компонента (Рb).

Если из жидкости выделяются крис­таллы Pb  , то концентрация Pb в жидкой фазеуменьшается, а концентрация Sb в жидкой ôазеувеличивается. В процессе кристаллизации концентрация компонентов в жидкой фазе изменяется и стремится к такой концентрации ( 13% Sb и 87% Pb), когда оба компонента Рbи Sb из жидкости кристаллизуются сов­местно. Одновременная кристаллиза­ция сурьмы и свинца протекает при постоянной температуре.

В сплаве, содержащем 13 % Sb и 87 % Pb , из жидкой фазы происходит одновременная кристаллизация обоих компонентов (рис. 3.2). В результате образуется однородная механическая смесь. Струк­тура, состоящая из двух или более твердых фаз, одновременно крис­таллизовавшихся из жидкости, называется эвтектикой.

В сплаве, содержащем 30% Sb и 70% Pb, процесс кристал­лизации начинается при температуре T1. Из жидкой фазы начи­нают кристаллизоваться кристаллы компонента, находящегося в избытке относительно эвтектической концентрации, т.е. Sb(рис. 3.3). Если из жидкости выделяются кристаллы сурьмы, то в процессе кристаллизации жидкая фаза обогащается свинцом. Когда концентрация компонентов в жидкой фазе достигнет эвтектической концентрации (т.е. 13% Sb и 87% Pb), то начнется совместная кристаллизация обоих компонентов при постоянной температуре T2.

Кривые охлаждения показывают, что все сплавы системы Pb -Sb окончательно затвердевают при постоянной температуре - T2. Это дает основание считать, что затвердевшая при пос­тоянной температуре - T2 часть жидкого сплава имеет постоянный состав. Такому составу соответствует сплав, содержащий 13 % Sbи 87 % Pb. Для сплавов типа механические смеси температура конца кристаллизации не зависит от концентрации сплава, она постоянна для всех сплавов. Температура начала кристаллизации изменяется в зависимости от концентрации компонентов в сплаве.

0С
Т1
Т2
Время
Ж
Ж + Рb
Ж ® Рb + Sb
Pb + (Pb + Sb)
Рис. 3.1. Кривая охлаждения доэвтектического сплава

0С
Ткр
Время
Ж
Ж ® Рb + Sb
 (Рb + Sb)
Риc. 3.2. Кривая охлаждения эвтектического сплава
Т2
Время
Sb + (Рb + Sb)
0С
Т1
Т2
Время
Ж
Ж + Sb
Ж ® Рb + Sb
Sb + (Рb + Sb)

Рис.3.3. Кривая охлаждения заэвтектического сплава

 

 


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 222; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ