Значение диаграмм состояния

Диаграмма состояния - это графическое изображение состояния сплавов в системе координат ''температура - концентрация". Она показывает, как с изменением температуры и химического состава изменяются структура, количество фаз и их концентрация.

Умея анализировать диаграмму состояния, можно представить полную картину кристаллизации сплава, процессы перекристаллизации сплава в твердом состоянии, а так­же определить оптимальную температуру заливки, оценить его жидкотекучесть, склон­ность к ликвации. Диаграмма позволяет установить виды и температурные режимы тер­мической обработки.

Основные понятия.

Вещества (элементы), образующие сплавы, называют компонентами. Их принято обозначать в общем случае буквами А, В, С и т.д. В сплавах компоненты различно взаи­модействуют друг с другом в твердом состоянии, образуя те или иные фазы. Фазой назы­вают однородную по составу и атомно-кристаллическому строению часть сплава.

При сплавлении двух компонентов могут образовываться твердые растворы, хими­ческие соединения и смеси.

Если атомы компонента В размещаются (растворяются) в кристаллической решет­ке компонента А, не изменяя ее типа, то это будет твердый раствор - , а при растворении компонента А в компоненте В - твердый раствор - . Растворимость компонентов А и В может быть неограниченной и ограниченной. Если компоненты образуют твердый огра­ниченный раствор, то его предельная концентрация как правило изменяется с изменением температуры.

Химические соединения - это фазы, имеющие более сложную кристаллическую решетку, чем сплавляемые компоненты. Они имеют постоянный химический состав, отве­чающий формуле А_m В_n.

Если в химическом соединении растворяется один из исходных компонентов А или В, то соответствующие твердые растворы на базе химического соединения также как обычные твердые растворы обозначают буквами греческого алфавита , ,,. и т.д. В сложных диаграммах образующиеся в системе химические соединения можно условно рассматривать как самостоятельные компоненты для оценки характера протекающих в сплавах превращений.

Рентгеновский анализ твердых растворов или химических соединений показывает только один тип кристаллической решетки, и лишь спектральный или химический анали­зы могут зафиксировать наличие двух компонентов.

При кристаллизации многих сплавов, образуются структуры, состоящие из не­скольких фаз. Фазы, образующие эти структуры, обнаруживаются под микроскопом, а

рентгенограмма такого сплава показывает наличие разных кристаллических решеток. Та­кая структура представляет собой смесь фаз. Сплавы с неоднородной (гетерогенной) структурой могут образовываться, когда компоненты не обладают полной взаимной рас­творимостью в твердом состоянии, образуя структуры, состоящие из:

а) насыщенного твердого раствора и избыточных кристаллов чистого компонента;

б) двух насыщенных твердых растворов;

в) насыщенного твердого раствора и кристаллов химического соединения.

Так, избыточные кристаллы чистого компонента или химического соединения час­то присутствуют в структуре сплавов, располагаясь в виде обособленных включений по границам зерен твердого раствора или в объеме самих зерен.

В ряде случаев в процессе кристаллизации сплавов может образоваться смесь фаз эвтектического и эвтектоидного состава. Они могут быть образованны кристаллами чис­тых компонентов (при отсутствии взаимной растворимости), твердыми растворами или химическими соединениями, а также различными комбинациями этих трех фаз.

Дата добавления: 2014-07-10; просмотров: 407; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!