I - доэвтектический, II - эвтектический, III - заэвтектический; проводятся перпендикулярные линии до области жидкой фазы и обозначаются I-I, II-II, III-III. Строятся кривые охлаждения сплавов в координатах t—x, используя намеченные точки на оси ординат каждого сплава.

Описание кривых охлаждения. Кривая охлаждения сплава I-I (см. рис. 4.1).

В точке 1 сплав находится в жидкой фазе.

Согласно правилу фаз с = k - Ф + 1; Ф = 1; k=2(А и В); С₁=2-1 + 1= 2. В точке 1 можем изменить и температуру, и концентрацию без изменения числа фаз.

Точка 2 - критическая, ниже этой точки начинается фазовое превращение, т.е. кристаллизация; из жидкости начинают выделяться кристаллы А, часть сплава остается в жидком состоянии; таким образом, в этой точке в равновесии находятся фазы Ж и А;

Ф = 2; k=2; C₂ = 2-2 + 1 = 1. В этой точке можем изменить только один параметр - температуру без изменения числа фаз.

От точки 2 до точки 3 в связи с выделением из сплава кристаллов А состав жидкой фазы по мере снижения температуры изменяется согласно кривой ab; на этом участке идет превращение Ж —> А + Ж'.

Точка 3 - критическая, начинается кристаллизация оставшейся части жидкости с одновременным выделением кристаллов А и В, образуя механическую (эвтектическую) смесь; в равновесии находятся три фазы: Ж' + А + В; фаза В (кристаллы В) появляется в составе эвтектической смеси;

k = 2; Ф = 3; C₃ = 2 - 3 + 1 = 0, т.е. без изменения числа фаз ни температуру, ни концентрацию изменить нельзя; ровная горизонтальная площадка - результат выделения скрытой теплоты от кристаллизации одновременно двух фаз - А и В.

В точке 3' кристаллизация заканчивается, исчезает жидкая фаза, остаются: фаза А - в виде свободных первичных кристаллов и в виде кристаллов, входящих в механическую смесь; фаза В, входящая в механическую смесь, т.е. остаются две фазы: А + В;

---

k= 2; Ф = 2; C = 2 – 2 + 1 = 1, значит, можно изменить температуру (дальше охлаждать затвердевший сплав) без изменения числа фаз.

Описание схемы структуры (структурный анализ). Под кривой охлаждения приводится схема структуры. Зерна чистых компонентов, химических соединений и твердых однородных растворов принято рисовать однотонными, а эвтектическую смесь - чередующимися полосками (черно-белыми), как бы показывая смесь двух фаз. Структура зависит от состава и фазовых превращений (рис. 4.1, 4.2, 4.3, 4.4).

Рассмотрим процесс формирования структуры сплава I-I (см. рис. 4.1).

От точки 2 до точки 3 выделяются свободные кристаллы А и после охлаждения в структуре сплава располагаются в виде чистых зерен. От точки 3 до точки 3' происходит образование зерен с эвтектической смесью фаз А + В (на рис. 4.1 показаны с чередующимися полосками). Таким образом, структура этого сплава состоит из зерен А и эвтектики Э(А + В).

Структурный анализ других сплавов производится аналогично.

Определение (раз, их составов и количественного соот­ношения в двухфазной области при заданной температуре. Допустим, заданная температура - точка i на температурной оси сплава I-I. Через точку i до пересечения с линиями, огра­ничивающими двухфазную область (точки пересечения обо­значены l и k), проводится горизонтальная линия. В данном случае это область, состоящая из жидкой фазы и твердой фазы А. В точке / эти две фазы и находятся в равновесии. Проекция точки

---

l на ось концентрации l’ показывает состав жидкой фазы, а проекция точки k - (k ') - состав фазы А, т.е. в данном случае 100 % А. За общую массу заданного состава сплава принимается отрезок kl.

Долю жидкой фазы в массе сплава определяет отрезок ki (противоположный по отношению к этой фазе); долю фазы А определяет отрезок il. Долю каждой фазы в массе сплава, %, оп­ределяют по формулам:







Порядок анализа сплавов II-II и III-III аналогичен анализу сплава I-I. В отличие от сплава I-I сплав II-II кристаллизуется сразу с образованием эвтектической смеси А + В; а сплав Ш-Ш кристаллизуется вначале от точки 2 до точки 3 с образо­ванием свободных кристаллов В, далее - аналогично кристал­лизации сплава I-I. Соответственны и изменения в структурах (см. рис. 4.1).

---

4. Анализ диаграммы состояния сплавов II типа

Компоненты А и В полностью растворимы.

Описание диаграммы и кривой охлаждения (рис. 4.2). Ли­ния аbс - ликвидус, линия adc - cолидус, между ними находится двухфазная область Ж + α_ТВ.Р


Рис. 4.2. Диаграмма состояния сплавов II типа (а) и кривые охлаждения сплава I-I (б)
В этом типе нет равновесия трех фаз, нет и эвтектики. Соот­ветственно отличаются и виды кривой охлаждения и схемы структуры (пример: сплав I-I). В двухфазной области в равнове­сии находятся фазы Ж + α. Фазовый и структурный анализы сплава I-I производятся аналогично анализу сплава I типа.

Составы и соотношения массовых долей указанных фаз при температуре i определяются так же, как и для I типа диаграммы (см. рис. 4.1). Здесь k' показывает состав жидкой фазы; l’ - фазы твердого раствора α при данной температуре:







5. Анализ диаграммы состояния сплавов III типа

Компоненты А и В, показанные на диаграмме (рис. 4.3), частично растворимы друг в друге

---

Рис. 4.3. Диаграмма состояния сплавов III типа (а) и кривые охлаждения сплавов (б)

Описание диаграммы. Линия abc - линия ликвидуса, выше этой линии существует только жидкая фаза.

Линия adbec - линия солидуса, ниже которой существуют только твердые фазы.

В этой системе не образуются фазы, представляющие собой чистые компоненты. Из жидкости могут выделяться только кри­сталлы твердого раствора α и β. Со стороны чистых компонен­тов А и В имеются ограниченные области существования твер­дых растворов аир. Поэтому в областях между линиями лик­видуса и солидуса находятся в равновесии Ж + β со стороны компонента А и Ж + β - со стороны компонента В.

Аналогично I типу диаграммы, кристаллизация жидкой фа­зы заканчивается образованием эвтектики, но в отличие от I ти­па в этой системе эвтектику образуют не чистые компоненты А и В, а их твердые растворы α и β.

Весь остальной процесс анализа диаграммы проводится аналогично анализу диаграммы I типа (см. рис. 4.1).

6. Анализ диаграммы состояния сплавов IV типа

Компоненты А и В на диаграмме (рис. 4.4) при определен­ном соотношении создают устойчивое химическое соединение.


Рис. 4.4. Диаграмма состояния сплавов IV типа (а) и кривые охлаждения сплавов (б)
Описание диаграммы. Линия abcde - линия ликвидуса, линия jbkldm - линия солидуса.

Характерно то, что в этой системе сплавов при определенном соотношении атомов компонентов образуется химическое соединение, которое условно можно обозначить А_n В_m

Вертикальная линия, проходящая через точку на оси абсцисс, показывающая состав химического соединения, является температурной осью ординат для этого соединения. Компонентами являются только А и В, а твердыми фазами - А, В и А

---

Смотрите также файлы

• Фактический баланс рабочего времени включает в себя следующие затраты времени.doc

• Задание к теме Эргономика рабочего места. Организация работы исполнителей Цель.docx

• Программа среднего профессионального образования 38. 02. 01 Экономика и бухгалтерский учет (по отраслям) Дисциплина Документационное обеспечение управления Практическое задание 2.doc

• Составьте словарь терминов по изученной теме.docx

• Охрана природы и принципы природоохранной деятельности Типы организаций, способствующих охране природы.ppt