Инженерная графика
Физика
Атомные станции
Строймех
ТКМ
Начертательная геометрия
Экология энергетики
Сопромат
Готика
Черчение
Теплотехника
Математика

Театр

Конспект лекций
Атомная энергетика
Карта

При проведении количественного структурно-фазового анализа, конода, проведенная через заданную точку, пересекает линию ликвидус и оси компонентов, поэтому состав твердой фазы или 100 % компонента А, или 100 % компонента В.

Схема микроструктуры сплава представлена на рисунке 7.4.

а – доэвтектического, б – эвтектического, в – заэвтектического

Рисунок 7.4 - Схема микроструктур сплавов

Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии

Двухкомпонентные сплавы, в которых происходит одновременная кристаллизация α- и β-фазы при постоянной и самой низкой для данной системы температуре, называются эвтектическими, а структура – эвтектикой. Сплавы, располагающиеся влево от эвтектического состава (левее точки с) и имеющие концентрацию компонентов в пределах точек d и с, называются доэвтектическими, а справа точки с – в пределах точек с и f – заэвтектическими. Диаграмма состояния и кривые охлаждения типичных сплавов системы представлены на рисунке 7.5.

1 Количество компонентов: К = 2 (компоненты А и В).

2 Число фаз: f = 3 (жидкая фаза и кристаллы твердых растворов (раствор компонента В в компоненте А) и ( 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.

4 Типовые сплавы системы.

При концентрации компонентов, не превышающей предельных значений (на участках Аm и Вn), сплавы кристаллизуются аналогично сплавам твердым растворам с неограниченной растворимостью, см кривую охлаждения сплава I на рисунке 7.5, б. При концентрации компонентов, превышающей предельные значения (на участке dcf), сплавы кристаллизуются аналогично сплавам механическим смесям, см. кривую охлаждения сплава II на рисунке 7.5, б.

Сплав с концентрацией компонентов, соответствующей точке с, является эвтектическим сплавом. Сплав состоит из мелкодисперсных кристаллов твердых растворов и , эвт. (кр. тв. р-ра + кр. тв. р-ра ).

Кристаллы компонентов в чистом виде ни в одном из сплавов не присутствуют.

Рисунок 7.5 - Диаграмма состояния сплавов с ограниченной

 растворимостью компонентов в твердом состоянии (а)

 и кривые охлаждения типичных сплавов (б)

Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых образуют химические соединения

Сплавы, образующие химическое соединение одного металла с другим, называются интерметаллидами. Устойчивое химическое соединение АВ, состоящее из химических элементов А и В, является по существу самостоятельным компонентом, который может образовывать сплавы с каждым из входящим в него элементов (А и В).

Химические соединения обладают свойствами, обычно резко отличающимися от свойств образующихся компонентов. Химические соединения металлов с углеродом – карбиды и азотом – нитриды имеют очень высокую твердость, но хрупки.

Диаграмма состояния сплавов представлена на рисунке 7.6.

Диаграмма состояния сложная, состоит из нескольких простых диаграмм. Число компонентов и количество диаграмм зависит от того, сколько химических соединений образуют основные компоненты системы.

Число фаз и вид простых диаграмм определяются характером взаимодействия между компонентами.

Эвт1 (кр. А + кр. AmBn);

Эвт2 (кр. B + кр. AmBn).

Сплавы каждой части диаграммы представляют собой сплавы с ограниченной растворимостью в твердом состоянии и образуют соответствующие эвтектики. Физико – химические свойства сплавов (твердость, удельное электрическое сопротивление) в зависимости от концентрации элементов А и В изменяются неравномерно.

Чем больше расстояние между линиями ликвидуса и солидуса, т.е. чем больше интервал кристаллизации, тем больше склонность сплавов к образованию ликваций, рассеянной  пористости и трещин в отливках. Лучшими литейными свойствами обладают эвтектические сплавы. Они лучше обрабатываются резанием, дают наилучшую чистоту обработки поверхности.

Рисунок 7.6 - Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых

 образуют химические соединения

Диаграмма состояния сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии (переменная растворимость)

Диаграмма состояния представлена на рисунке 7.7.

По внешнему виду диаграмма похожа на диаграмму состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Отличие в том, что линии предельной растворимости компонентов не перпендикулярны оси концентрации. Появляются области, в которых из однородных твердых растворов при понижении температуры выделяются вторичные фазы.

На диаграмме:

 - df – линия переменной предельной растворимости компонента В в компоненте А;

 - ek – линия переменной предельной растворимости компонента А в компоненте В.

Кривая охлаждения сплава I представлена на рисунке 7.7 б.

Процесс кристаллизации сплава I: до точки 1 охлаждается сплав в жидком состоянии. При температуре, соответствующей точке 1, начинают образовываться центры кристаллизации твердого раствора . На участке 1–2 идет процесс кристаллизации, протекающий при понижающейся температуре. При достижении температуры соответствующей точке 2, сплав затвердевает, при дальнейшем понижении температуры охлаждается сплав в твердом состоянии, состоящий из однородных кристаллов твердого раствора . При достижении температуры, соответствующей точке 3, твердый раствор оказывается насыщенным компонентом В, при более низких температурах растворимость второго компонента уменьшается, поэтому из -раствора начинает выделяться избыточный компонент в виде кристаллов . За точкой 3 сплав состоит из двух фаз: кристаллов твердого раствора и вторичных кристаллов твердого раствора.

Рисунок 7.7 - Диаграмма состояния сплавов, испытывающих фазовые

 превращения в твердом состоянии (а) и кривая

 охлаждения сплава (б)

Диаграмма состояния железо - углерод

Основными компонентами, от которых зависит структура и свойства железоуглеродистых сплавов, являются железо и углерод. Чистое железо - металл серебристо-белого цвета; температура плавления 1539 °С. Железо имеет две полиморфные модификации: α и γ. Модификация α существует при температурах ниже 911°С и выше 1392° С; γ-железо — при 911-1392 °С.


Электротехнические материалы