1. Расчет для сплава x1

Фазовый состав сплава: γ₂.

Структурный состав сплава: γ₂.

Расчет количества фаз:

1. Q_γ2 = (37,5 - 31) / (37,5 - 31) = 1.

Расчет количества структурных составляющих:

1. Q_γ2 = (37,5 - 31) / (37,5 - 31) = 1.

2. Расчет для сплава x2

Фазовый состав сплава: ξ₂ + η₂.

Структурный состав сплава: ξ₂ + Э(ξ₂ + η₂).

Расчет количества фаз:

1. Q _ξ2 = (47,7 – 47) / (47,7 – 44,8) = 0,24;

2. Q _η2 = (47 – 44,8) / (47,7 – 44,8) = 0,76.

Расчет количества структурных составляющих:

1. Q _ξ2 = (47,7 – 47) / (47,7 – 44,8) = 0,24;

2. Q _{Э(ξ2 + η2)} = (47 – 44,8) / (47,7 – 44,8) = 0,76.

Рис2

Рис3

Часть II. «Анализ фазовых равновесий в тройной системе с четырехфазным эвтектическим равновесием»

1. Построение проекции диаграммы состояния на плоскость концентрационного треугольника.

Для построения проекции диаграммы состояния начертим равносторонний концентрационный треугольник со сторонами 200 мм. В вершинах треугольника откладываем чистые компоненты А, В и С, которые имеют температуры плавления: 1300⁰С, 1500⁰С и 1250⁰С соответственно. Стороны АВ, ВС и АС являются проекциями соответствующих граничных двойных систем: А–В, В–С и А–С.

На стороне АВ от точки А до точки В откладываем количество компонента В от 0 до 100% в масштабе 20мм=10%В. На стороне ВС от точки В до точки С откладываем количество компонента С от 0 до 100% в масштабе 20мм=10%С. На стороне АС от точки С до точки А откладываем количество компонента А от 0 до 100% в масштабе 20мм=10%А.

На стороны АВ, ВС и АС, являющихся проекциями граничных двойных систем, нанесем точки, соответствующие химическому составу фаз, участвующих в нонвариантных равновесиях в двойных системах, и точки, соответствующие минимальной растворимости компонентов друг в друге при комнатной температуре. Для этого воспользуемся данными, имеющимися в приложении к заданию по курсовой работе (стр. 5).

Сторона АВ:

– точки минимальной растворимости компонентов друг в друге (24%В, ост. А) и (75%В, ост. А);

– точки (32%В ост. А), (65%В, ост. А) и (55%В, ост. А) соответствуют составу фаз, участвующих в нонвариантном равновесии.

Сторона ВС:

– точки минимальной растворимости компонентов друг в друге (30%С, ост. В) и (85%С, ост. В);

– точки (40%С ост. В), (60%С, ост. В) и (50%С, ост. В) соответствуют составу фаз, участвующих в нонвариантном равновесии.

Сторона АС:

– точки минимальной растворимости компонентов друг в друге (80%А, ост. С) и (15%А, ост. С);

– точки (70%А ост. С), (35%А, ост. С) и (50%А, ост. С) соответствуют составу фаз, участвующих в нонвариантном равновесии.

В тройной системе А-В-С существуют 4 фазы:

L – трехкомпонентный жидкий раствор;

α – твердый раствор на основе компонента А;

β – твердый раствор на основе компонента В;

γ – твердый раствор на основе компонента С.

В системе А-В-С осуществляется четырехфазная эвтектическая реакция:

. Согласно правилу фаз Гиббса эта реакция является нонвариантной:

c = k – f + 1 = 3 – 4 + 1 = 0,

происходит при постоянной температуре 350^оС и при постоянстве составов всех фаз. На плоскость концентрационного треугольника эвтектическая плоскость проецируется в виде Δabc.

На плоскость концентрационного треугольника наносим точки:

– отвечающие составам фаз, участвующих в четырехфазной эвтектической реакции: a (55%А, 25%В, 20%С); b (25%А, 45%В, 30%С); c (30%А, 20%В, 50%С), Е (35%А, 30%В, 35%С); треугольник abc чертим сплошной линией;

– отвечающие составам фаз при комнатной температуре: (70%А, 20%В, 10%С); (20%А, 60%В, 20%С); (10%А, 10%В, 80%С).

С четырехфазным равновесием связаны 4 трехфазные моновариантные равновесия (c = k – f + 1 = 3 – 3 + 1 = 1), осуществляющиеся в интервале температур и с изменением составов всех фаз:

три трехфазные эвтектические равновесия предшествуют четырехфазной реакции:

Проводим кривые, соответствующие изменению составов участвующих в этих равновесиях фаз:

– кривые , и определяют состав жидкой фазы, насыщенной по отношению к двум видам кристаллов; выпуклость кривых в сторону более легкоплавкого компонента.

– кривые и определяют состав α фазы; выпуклость кривых в сторону компонента А.

– кривые и определяют состав β фазы; выпуклость кривых в сторону компонента В.

– кривые и определяют состав γ фазы; выпуклость кривых в сторону компонента С.

Получаем моновариантные линии, образующие линейчатые поверхности, которые ограничивают трехфазные эвтектические объемы. Эти объемы граничат друг с другом по коннодам aЕ, bE и cE. Проводим эти конноды пунктирными линиями. На моновариантных линиях стрелочками указываем направление изменения температуры.

одно трехфазное равновесие следует за четырехфазной реакцией:

Это равновесие осуществляется вплоть до комнатной температуры в объеме, нижней границей которого является треугольник а₀b₀с₀. Треугольник лежит при комнатной температуре, поэтому чертим его пунктирной линией. Верхней границей этого объема является эвтектический треугольник abc, лежащий при температуре 350^оС, чертим его сплошной линией. Проводим моновариантные линии , и , изображающие изменение растворимости двух компонентов в третьем при понижении температуры от эвтектической до комнатной. Изменение температуры указываем стрелочками. Эти моновариантные линии также образуют линейчатые поверхности, ограничивающие трехфазный объем .

Соединим точки и , и , и _, и ; и _, и пунктирными кривыми выпуклостью в сторону однофазных областей. Полученные линии соответствуют составам α, β и γ фаз при комнатной температуре.

Проекция диаграммы состояния тройной системы А-В-С с четырехфазным эвтектическим равновесием на плоскость концентрационного треугольника представлена на рис. 4.

Рис.4