Определение по диаграмме фазового равновесия состава фаз и их количественного соотношения

В сплавах при их кристаллизации и в процессе дальнейшего охлаждения происходят фазовые и структурные изменения. При этом могут образовываться кристаллы твердых растворов, химических соединений, протекать эвтектические и эвтектоидные превращения, изменяться химический состав образующих фаз и их количественное соотношение.

Если в процессе охлаждения (или нагрева) в некотором интервале температур сплав состоит из двух фаз, то при любой температуре в этом интервале можно определить химический состав этих фаз и их количественное соотношение.

1. Для определения состава фаз через заданную точку, характеризующую состояние сплава проводят горизонтальную линию до пересечения с линиями ограничивающими двухфазную область, в которой находится заданная точка. Проекции точек пересечения на ось абсцисс (ось концентраций) указывают составы соответствующих фаз.

2. Для определения количественного соотношения фаз в сплаве при заданной температуре следует воспользоваться правилом отрезков (это правило еще носит название правило рычага): отрезки линий между проекцией на ось концентраций заданной точки и точками определяющими составы фаз обратно пропорциональны количествам этих фаз.

Пример определения по диаграмме состава фаз и их количественного соотношения

На рис.2 сплав I находится при температуре Т (точка Т).

t, ⁰C

I

L

L+α

М Т N

∆

Q_L Q_α

А 10 20 30 40 50 60 70 80 90 В Рис.2.

Если точка Т, показывающая фазовое состояние сплава (сплав состоит из двух фаз: α-твердый раствор и L-жидкий раствор), есть точка опоры. Точка М показывает состав жидкого раствора (проекция точки М), точка N – состав твердого раствора, то количество этих фаз Q_L и Q_α определяется из уравнения моментов рычага первого рода:

Q_L · MT = Q_α · TN или Q_L/Q_α = TN / MT

Так как Q_α+ Q_L = 1, то процентное количество каждой фазы

Q_L = TN / MN • 100%; Q_α = MT / MN • 100%

Правило отрезков можно применять только в двухфазных областях. В однофазных областях имеется лишь одна фаза (100%) и любая точка внутри этой области определяет ее концентрацию.