Диаграммы состояния с ограниченной растворимостью, в которых происходят эвтектические, перитектические, эвтектоидные, перитектоидные превращения

"Диаграммы состояния с ограниченной растворимостью, в которых происходят эвтектические, перитектические, эвтектоидные, перитектоидные превращения" 1. Диаграмма состояния с ограниченной растворимостью при повышениях и понижениях температурах, с полиморфным превращением у одного из компонентов, с перитектическим, эвтектическим и эвтектоидным превращениями Рисунок 1. Диаграмма состояния ТАSРТВ – линия ликвидус. ТАЕSFDKTB – линия солидус.Линия РDК – перитектического равновесия: Жр + γк ↔ Аn ВmD Линия ESF – линия эвтектического равновесия: ЖS ↔ βE + Аn ВmF. Линия HRC – линия эвтектоидного равновесия: βR ↔ αH + Аn ВmC. Линия ER – линия ограниченной растворимости компонента В в -фазе (или компонента А). Линия HN – линия ограниченной растворимости компонента B в  – фазе (или компоненте А). Линия ДС (DFCC΄) – нестойкое химическое соединение АnВm. Линия KW – линия ограниченной растворимости компонента А в  – фазе (или компоненте В). Сплавы с концентрацией компонентов между точками HR (или H΄R΄) – доэвтектоидные.

Сплав, проходящий через точку R (R΄) – эвтектоидный.

Сплавы R΄E΄ – заэвтектоидные. Сплавы E΄S΄ – доэвтектические. Сплав, проходящий через точку S – эвтектический. Сплавы S΄С΄ – заэвтектические.Сплав проходящий через точку D претерпевает чисто перитектическое превращение с образованием нестойкого химического соединения АnВm. Рассмотрим некоторые сплавы: Сплав 1 Жр + γк ↔ АnВm (100%) – перитектическое соединение.

Сплав 2 Жр + γк ↔ АnВm + γизб. Сплав 3 Жр + γк ↔ АnВm + Жизб. На участке 2 – 3 – из Жизб при охлаждении выделяется АnВm. При t3 оставшаяся жидкость, имеющая состав точки S превращается в эвтектику: АnВm + Жост ↔ АnВm + (β + Аn Вm) При температуре t4 β-фаза, входящая в эвтектику, превращается в эвтектоид β ↔ α + АnВm Окончательная структура сплава: АnВm + эвт-ка [эвт-д (α + Аn Вm) + Аn Вm]. Сплав IV Состав Ж-фазы уменьшается по линии ликвидус от т. 1 до т. S. Состав твердой фазы АnВm по линии ликвидус DF (стрелочки). В интервале температур 1 – 2 сплав состоит из: Ж + АnВm. При температуре ниже t2 происходит эвтектическое превращение: Аn Вm + Ж ↔ Аn Вm + (β + Аn Вm) В интервале температур 2 – 3 из β-фазы выделяются избыточные кристаллы АnВm, связанно это с уменьшением растворимости В в β-фазе (линия ER): β ↔ Аn Вm. При температуре несколько ниже т. 3 – происходит эвтектоидное превращение, β-фаза распадается на две новые:  ↔ α + Аn Вm В интервале температур 3 – 4, в соответствии с линией HN (ограничивает растворимость компонента В в А (α-фазе)) из α-фазы выделяются избыточные кристаллы хим. соединения: α ↔ АnВm. Сплав 5 При t1 имеется равновесный набор фазовых и концентрационных флуктуаций.

При t2 размер и количество флуктуаций увеличивается по отношению к β-фазе. Ниже t2 начинается процесс кристаллизации.

При t3: т. f – описывает состав β-твердого раствора. Точка q – описывает состав жидкой фазы. Количественное соотношение фаз: конода fq. Жидкая фаза меняет состав по линии ликвидус – qS, а β-фаза по линии солидус – fE. Температура t4 соответствует эвтектическому равновесию жидкости состава – S, и β-фазы точки – Е. Количественное соотношение фаз выше t4: конода ES Ниже точки 4 жидкая фаза претерпевает эвтектическое превращение с образованием эвтектики: ЖS ↔ α + Аn Вm, таким образом, ЖS = э (β + Аn Вm) = 33% (см. выше); β-фаза до и после превращения = 67%. При охлаждении до точки 5 из β-фазы выделяются соединения АnВm (связанно с ограничением растворимости компонента В в β-фазе по линии ER) (выделяющиеся кристаллы называют вторичными). Структура сплава в интервале 4 – 5: β + эвт-ка (β + АnВm) + АnВmII. При температуре несколько ниже t5 происходит эвтектоидное превращение, β-фаза распадается с образованием двух фаз: β ↔ α + Аn Вm Для расчета структуры после превращения за коноду принимаем RC – 100%. Эта структура будет присутствовать до комнатной температуры (эвтектоид (α + АnВm) + эвтектика (эвтектоид(α + АnВm) + АnВm) + АnВmII). Количество фаз при tкомн: NC΄ – конода α =?%, Аn Вm =?%. Кратко рассмотрим ряд диаграмм Рисунок 2. Диаграмма состояния Линия KSN – линия эвтектоидного превращения (I-го): γS ↔ δк + εN I эвтектоид Линия PCD – линия эвтектоидного превращения (II-го): γС & #8596; εР + β.D II эвтектоид Фаза ε – стойкое химическое соединение с переменным составом (АnВm). Линия HIR – линия перитектоидного превращения: δH + εR ↔ αJ Рассмотрим кристаллизацию и ход превращения сплавов.

Сплав 1 Выше т. 1 сплав находится в жидком состоянии.

Интервал 1 – 2 – происходит выделение кристаллов γ-фазы. Интервал 2 – 3 – существует γ-фаза. Интервал 3 – 4 – происходит выделение нестойкого химического соединения ε (Аn Вm). В т. 4 происходят эвтектоидное превращение: ε + γ ↔ ε + (δ + ε) эвтектоид В т. 5 происходит перитектоидное превращение: δ + ε ↔ α + εост. Сплав II и III – рассмотреть студентам.

Рисунок 3. Диаграмма состояния Линия солидус – ТА12456ТВ. Линия 123 – претектическое равновесие: – перетектическая реакция Ж + α ↔ АnВm Линия 456 – эвтектическое равновесие: – эвтектическая реакция Ж ↔ АnВm + В Сплавы: 45 – доэвтектические; 5 – эвтектический; 56 – заэвтектические.

Линия 789 – эвтектоидное равновесие (7 8 9). Сплав 1 – эвтектоидная реакция.

Сплав 3 В т. а – эвтектическое превращение. В т. б – эвтектоидное превращение.

Для расчета структурных составляющих в интервале температур а – б, примем за коноду отрезок 5 – 6 (100%): Рисунок 4. Диаграмма состояния Линия солидус – ТА5623ТВ. Линия 123 – перитектическое равновесие: . Линия 456 – перитектическое равновесие: . Линия 789 – эвтектоидное равновесие: Сплав 1 Ниже т. а – начало кристаллизации, из Ж выделяются кристаллы δ-фазы. При т. б – претектическое превращение: Ж4 + δ6 ↔α5 + δ6(ост)изб. При т. в-эвтектоидное равновесие: α7 + δ8(ост)изб ↔ α7 + β9 + α7 эвтектоид Структура после полного охлаждения: α + эвтектоид (α + β). Литература 1. Лахтин Ю.М Леонтьева В.П. Материаловедение.

М 1972, 1980 2. Гуляев А.П. Металловедение. М 1986 3. Новиков И.И. Дефекты кристаллического строения металлов.

М 1983 4. Антикайн П.А. Металловедение.

М 1972.