Open Library - открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Механика В твердом состоянии
просмотров - 43

Диаграмма с полной нерастворимостью компонентов

В этой системе в жидком состоянии компоненты А и В растворяются друг в друге, а в твердом не растворяются. По вертикальной оси на диаграммах всœегда откладывается температура, а по горизонтальной ‑ состав сплава в процентах. На приведенной диаграмме (рис. 2) в точке x1 содержится 100 % компонента А, вправо от этой точки увеличивается количество компонента В в сплавах, и в точке x3 содержится 100% В. Точка а соответствует температуре плавления компонента А, а точка c ‑ компонента В.

В случае если рассматривать диаграмму при понижении температуры (сверху вниз), то пересечение каждой линии соответствует изменению фазового состояния, строения сплавов данной системы. На рис. 2 линия abc является геометрическим местом температур начала кристаллизации сплавов и принято называть линией ликвидус. Выше этой линии всœе сплавы системы А‑В находятся в жидком состоянии.

Линия dbk является геометрическим местом температур конца кристаллизации и принято называть линией солидус. Ниже нее всœе сплавы находятся в твердом состоянии. Следовательно, между линиями ликвидус и солидус сплав находится в двухфазном состоянии (и жидком, и твердом), т. е. в областях abda и bckb идут процессы кристаллизации (при охлаждении) и плавления (при нагревании).

При охлаждении из жидкого состояния на линиях ab и bc начинается процесс кристаллизации. Поскольку компоненты этой системы не растворяются друг в друге и химически не взаимодействуют, то при кристаллизации образуются кристаллы чистых компонентов. Причем, в области abda более благоприятные условия для образования в жидкости зародышей компонента А и роста из них кристаллов, а в области bckb ‑ компонента В. По этой причине на линии ab начинается кристаллизация компонента А, а на линии bc – компонента В. При последующем понижении температуры эти процессы продолжаются до линии солидус dbk.

Точка b на диаграмме принято называть эвтектической, она принадлежит одновременно линии ab и линии bc. При кристаллизации сплава эвтектического состава (x2) в точке b одновременно формируются кристаллы компонентов А и В, в результате чего образуется мелкая механическая смесь кристаллов А и В, которая принято называть эвтектикой. Эвтектика сохраняется в этом сплаве и при последующем охлаждении в твердом состоянии.

При кристаллизации компонентов А и В в областях abda и bckb состав оставшейся жидкости непрерывно меняется. В первом случае она обедняется компонентом А, во втором ‑ В. Когда охлаждение доходит до линии dbk, состав оставшейся жидкости становится равным эвтектическому (x2). По этой причине на линии dbk, так же как и в точке b, кристаллизуется эвтектика.

В твердом состоянии (ниже линии dbk) структура доэвтектических сплавов (в интервале концентраций x1‑x2) будет состоять из кристаллов компонента А и эвтектики, структура эвтектического сплава (состава x2) ‑ из одной эвтектики, структура заэвтектических сплавов (в интервале концентраций x2‑x3) ‑ из кристаллов компонента В и эвтектики. Дальнейшее охлаждение в твердом состоянии не приводит к каким-либо изменениям в структуре, так как никаких линий в нижней части диаграммы нет.

Оценим возможность термической обработки сплавов системы c полной нерастворимостью компонентов в твердом состоянии.

Термической обработкой называют изменение структуры и свойств сплавов путем нагрева их до определœенной температуры, выдержки и охлаждения с крайне важной скоростью. В случае если посмотреть на диаграмму на рис. 2, то видно, что нагрев и охлаждение сплавов данной системы в твердом состоянии не приводят к изменению структуры, а, следовательно ‑ и свойств. Это значит, что упрочняющая термическая обработка сплавов подобных систем невозможна.


Читайте также


  • - Термическая обработка сплавов, не связанная с фазовыми превращениями в твердом состоянии.

    Нагрев для снятия остаточных напряжений. Многие технологические воздействия на обрабатываемые детали сопровождаются возникновении в них остаточных напряжений, которые уравновешиваются в объеме детали. Значительные остаточные напряжения появляются в отливках и... [читать подробенее]


  • - Диаграммы плавкости бинарных систем с неограниченной растворимостью в жидком состоянии и ограниченной растворимостью в твердом состоянии

    Среди бинарных систем, в которых возможно образование твердых растворов, преобладают системы с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Принципиальная диаграмма состояния подобных систем приведена на рис. 10.6. Рис. 10.6. Диаграмма состояния бинарной... [читать подробенее]


  • - Компонентов в твердом состоянии

    Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью Компонентов в твердом состоянии Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью В твердом состоянии в любых соотношениях могут растворяться такие металлы, которые имеют одинаковую... [читать подробенее]


  • - Диаграмма состояния сплавов, испытывающих превращения в твердом состоянии

    Кроме первичных превращений, связанных с переходом из жидкого состояния в твердое, в этих сплавах также наблюдаются вторичные превращения, происходящие в кристаллическом состоянии при нагреве или охлаждении. Вторичные превращения связаны с изменением растворимости... [читать подробенее]


  • - Диаграмма состояния сплавов с полной нерастворимостью в твердом состоянии

    Сплавы такого типа представляют собой механическую смесь зерен чистых металлов (, и др.). Механическая смесь двух или более разнородных кристаллов, одновременно кристаллизующихся из жидкости, называется эвтектикой (от греческого «эв-тэо» - легкоплавящаяся). Температура... [читать подробенее]


  • - Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью в твердом состоянии

    В сплавах данного типа компоненты образуют механические смеси в результате эвтектической или перитектической реакции. Перитектическим называется превращение, когда при взаимодействии жидкой и твердой фаз при постоянной температуре образуется одна новая твердая фаза... [читать подробенее]


  • - Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью в твердом состоянии

    Лекция 5. Диаграммы фазового равновесияЭто случай образования неограниченных твердых растворов (см. выше). При кристаллизации сплава состава полученные зерна твердого раствора будут неоднородны по составу (дендритная или внутрикристаллическая ликвация). Чем больше... [читать подробенее]


  • - В твердом состоянии

    Диаграмма состояния сплавов, испытывающих превращения Кроме первичных превращений, т. е. превращений, связанных с переходом из жидкого состояния в твердое, в сплавах часто наблю­даются вторичные превращения, происходящие в твердых сплавах при их нагреве или... [читать подробенее]


  • - Превращения в твердом состоянии. Полиморфизм

    Атомы данного элемента могут образовать, если исходить только из геометрических соображений, любую кристаллическую решетку. Однако устойчивым, а следовательно, реально существующим типом является решетка, обладающая наиболее низким запасом свободной энергии. Так,... [читать подробенее]


  • - КОМОНЕНТОВ В ТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ

    СИСТЕМА С ОГРАНИЧЕННОЙ РАСТВОРИМОСТЬЮ КОМПОНЕНТОВ В ТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ СИСТЕМА С ПОЛНОЙ НЕРАСТВОРИМОСТЬЮ КОМПОНЕНТОВ В ТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ в т. Е С = 3 - 3 = 0 ПРАВИЛО РЫЧАГА - отношение компонентов равновесных фаз обратно отношению отрезков ,отсекаемых... [читать подробенее]