Реферат Курсовая Конспект
Описание диаграммы - раздел Образование, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Полученная Диаграмма Состояния Относится К Диаграммам Первого Типа. Этот Тип ...
|
Полученная диаграмма состояния относится к диаграммам первого типа. Этот тип диаграмм описывает случай сплавообразования, когда оба компонента сплава в жидком состоянии обладают неограниченной взаимной растворимостью, а в твердом состоянии – нерастворимы, не имеют аллотропических превращений и не образуют химических соединений. Линия АСВ на диаграмме отвечает температуре начала затвердевания сплавов данной системы и называется линией ликвидус. При температурах, лежащих выше этой линии, все сплавы находятся в жидком состоянии и представляют собой жидкий раствор.
Рис. 3. Кривые охлаждения сплавов системы А-В.
Линия ДЕ соответствует температуре конца затвердевания сплавов и называется линией солидус. Очевидно, что при температурах, расположенных ниже этой линии, все сплавы находятся в твердом состоянии.
При кристаллизации сплавов выделяющаяся твердая фаза обычно отличается по химическому составу от жидкого раствора. В связи с этим химический состав жидкого раствора по мер выделения из него твердой фазы будет непрерывно меняться, что неизбежно повлечет за собой и изменение температуры его затвердевания.
Очевидно, что в этих условиях кристаллизация сплавов должна протекать в определенном интервале температур. Однако существуют сплавы, которые, как и чистые металлы, кристаллизуются при одной определенной температуре. В этом случае из жидкого раствора выделяются одновременно кристаллы исходных компонентов, и средний состав твердой фазы соответствует химическому составу исходного жидкого металла. Такие сплавы называются эвтектическими, а образующаяся в ходе кристаллизации тонкодисперсная механическая смесь (в нашем случае кристаллов компонентов А и В) - эвтектикой.
Эвтектический сплав имеет строго определенный химический состав и наименьшую температуру кристаллизации по сравнению с другими сплавами данной системы. В нашем примере эвтектическим является сплав III, содержащий 40% компонента В.
Пользуясь диаграммами состояния, можно определить для любого сплава системы количество и состав фаз при любой температуре. С этой целью необходимо провести через точку, соответствующую заданной температуре, горизонтальную линию до пересечения с ближайшими линиями на диаграмме (рис.3). Проекция точки пересечения температурной горизонтали с линией ликвидус на ось концентраций укажет химический состав жидкой фазы, а проекция точки пересечения с линией солидус или осями ординат – химический состав выделяющейся при кристаллизации твердой фазы.
В случае эвтектического сплава температурная горизонталь, проведенная через точку С, совпадает с линией солидус, которая пересекается с осями ординат диаграммы. Это означает, что в процессе кристаллизации эвтектического сплава III одновременно образуются кристаллы компонента А и кристаллы компоненте В. Таким образом, сплав III сразу после окончания кристаллизации (точка С диаграммы) будет состоять из кристаллов исходных компонентов.
Дальнейшее охлаждение сплава III не вызывает в нем превращений, что наглядно отображается диаграммой. Действительно, вертикаль, отвечающая эвтектическому сплаву III,ниже линии солидус не пересечет ни одну из линий диаграммы.
Следовательно, при любой температуре ниже точки С, в том числе и при комнатной температуре, сплав III будет представлять собой тонкодисперсную механическую смесь зерен компонентов А и В, которая, как уже указывалось, называется эвтектикой. Структуре эвтектического сплава приведена на рис. 1 приложения. Сплавы, расположенные левее точки С, называются сплавами доэвтектическими, правее – заэвтектическими.
Рассмотрим процесс кристаллизации доэвтектического сплава II (рис. 3). При охлаждении сплава, когда его температура достигает критической точки b, расположенной на линии ликвидус, начинается процесс кристаллизации. Для установления химического состава выделяющихся кристаллов через точку b проведем температурную горизонталь. Как видно из рис. 3, температурная горизонталь bb' пересекает ось ординат диаграммы. Это означает, что при температуре, отвечающей точке b, начинают выделяться из жидкого раствора кристаллы компонента А.
Охладим сплав II до температуры, соответствующей точке р и определим количество и химический состав фаз, наблюдающихся в сплаве при этой температуре.
Температурная горизонталь, проведенная через точку р, пересекает с одной стороны линию ликвидус, с другой - ось ординат диаграммы. В связи с этим сплав при температуре, соответствующей точке р, будет состоять из жидкого раствора и кристаллов компонента А. Для определения химического состава жидкого раствора спроектируем точку q пересечения температурной горизонтали с линией ликвидус на ось концентраций.
Проекция точки q будет соответствовать химическому составу жидкой фазы сплава II при температуре, отвечающей точке р.
Пользуясь правилом обратных отрезков, можно определить и количественное соотношение фаз при заданной температуре.
Длина отрезка eq на диаграмме плавкости пропорциональна весу сплава II, а длина отрезков m и m1 - количеству (соответственно) жидкой и твердой фазы при температуре, отвечающей точке р.
Совершенно очевидно, что по мере охлаждения в процессе кристаллизации сплава II состав жидкой фазы непрерывно изменяется по линии ликвидус от точки b до точки с, т.е. постепенно приближается к химическому составу эвтектического сплава. При температуре точки с, расположенной на линии солидус, химический состав жидкой фазы будет точно соответствовать химическому составу эвтектического сплава. Поэтому, затвердевая, оставшийся жидкий раствор превратится в эвтектику.
Из вышеизложенного следует, что при исследовании микроструктуры сплава II, так же как и любого доэвтектического сплава, будут наблюдаться зерна компонента А, которые выделились в процессе затвердевания из жидкого растворе в интервале температур между линиями ликвидус и солидус диаграммы, и эвтектика, заполняющая пространство между этими зернами.
Следует отметить, что рассмотренные превращения обратимы. В процессе медленного нагрева сплавов при соответствующих критических температурах будут происходить обратные превращения. Например, в процессе нагреве сплава II при температуре, соответствующей точке b1, происходит образование жидкого раствори из эвтектики. В интервале температур от точки b1 до точки b происходит растворение кристаллов компонента А.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования... Санкт Петербургский государственный горный институт имени Г В Плеханова...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Описание диаграммы
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов