Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов



Оба компонента неограниченно растворимы в жидком и твердом состояниях ине образуют химических соединений.

Компоненты: А, В.

Фазы: L, α.

Если два компонента неограниченно растворяются в жидком и твердом состояниях, то возможно существование только двух фаз — жидкого раствораLи твердого раствора α. Следовательно, трех фаз быть не может, кристаллизация при постоянной температуре не наблюдается и горизонтальной линии на диаграмме нет.

Диаграмма, изображенная на рис. 1, состоит из трех областей: жидкость, жидкость + твердый раствор и твердый раствор.

Линия АmВ является линией ликвидус, а линия АnВ — линией солидус. Процесс кристаллизации изображается кривой охлаждения сплава (рис. 2).

Точка 1 соответствует началу кристаллизации, точка 2 — концу. Между точками 1 и 2 (т. е. между линиями ликвидус и солидус) сплав находится в двухфазном состоянии. При двух компонентах и двух фазах система моновариантна (с = k—f+1 = 2 — 2 + 1 = 1), т. е. если изменяется температура, то изменяется и концентрация компонентов в фазах; каждой температуре соответствуют строго определенные составы фаз. концентрация и количество фаз у сплава, лежащего между линиями солидус и ликвидус, определяются правилом отрезков. Так, сплав К в точке а состоит из жидкой и твердой фаз. Составжидкой фазы определится проекцией точки b, лежащей на линии ликвидус, аСостав твердой фазы — проекцией точки с, лежащей на линии солидус. Количество жидкой и твердой фаз определяется из следующих соотношений: количество жидкой фазы ac/bc, количество твердой фазы ba/bc.

Во всем интервале кристаллизации (от точки 1до точки 2) из жидкого сплава,

имеющего исходную концентрацию К,выделяются кристаллы, более богатые тугоплавким компонентом. Состав первых кристаллов определится проекцией s. Закончиться кристаллизация сплава К должна в точке 2, когда последняя капля жидкости, имеющая Состав l, затвердеет. Отрезок, показывающий количество твердой фазы, равнялся нулю в точке /, когда только началась кристаллизация, и количеству всего сплава в точке 2, когда кристаллизация закончилась. Состав жидкости изменяется по кривой 1 — l, а Составкристаллов — по кривой s— 2, и в момент окончания кристаллизации Составкристаллов такой же, как и Состав исходной жидкости.

 

 


 

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.


Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 878;