Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Характерные линии и точки. Фазовый состав областей.

1 – твердость и электросопротивление; 2 – электропроводность и магнитная проницаемость.

В случае образования механических смесей свойства сплавов изменяются по линейному закону. В случае образования твердых растворов свойства изменяются по криволинейной зависимости. Уже при небольших добавках второго компонента такие характеристики, как твердость, электросопротивление и др. становятся выше, чем свойства компонентов, составляющих сплав, а электропроводность и магнитная проницаемость снижаются. В случае образования ограниченных твердых растворов свойства для однофазных твердых растворов изменяются по криволинейной зависимости, а двухфазных – по прямолинейному закону. В случае образования химического соединения свойства изменяются скачком. Химическое соединение отвечает максимуму или минимуму свойств.

По диаграмме состояния можно определить так же и технологические характеристики сплава. Например, твердые растворы имеют низкие литейные характеристики, а двухфазные, особенно эвтектические, хорошие литейные свойства.

Однофазные сплавы лучше деформируются в холодном и горячем состоянии. Они более коррозионно-стойкие. Двухфазные легче обрабатываются резанием, чем однофазные.

Диаграмма состояния сплавов с устойчивым химическим соединением. Характерные линии и точки. Фазовый состав областей.

Каждое устойчивое хим. соединение можно рассматривать как компонент, а диаграмму – по частям. Так как на практике применяют металлические сплавы с содержанием углерода до , то рассматриваем часть диаграммы состояния от железа до хим. соединения Ц, содержащего 6,67% С.

Компонентами железоуглеродистых сплавов являются железо, углерод и цементит.

1.Железо – переходный металл серебристо-светлого цвета. Имеет высокую температуру плавления – 1539o С 5o С.

2.Углерод неметалл. Обладает полиморфным превращением, в зависимости от условий образования существует в форме графита с гексагональной кристал. решеткой.

3.Цементит (Fe3C) – хим. соединение железа с С (карбид железа), содержит 6,67 % С.

В системе железо – С существуют следующие фазы: жидкая фаза, феррит, аустенит, цементит.

1.Жидкая фаза. В жидком состоянии железо хорошо растворяет углерод в любых пропорциях с образованием однородной жидкой фазы.

2. Феррит (Ф) (C) – твердый раствор внедрения С в -железо.

3. Аустенит (А) (С) – твердый раствор внедрения С в -железо.

4.Цементит (Fe3C) – хим. соединение железа с С (карбид железа), содержит 6,67 % С.

Диаграмма состояния для сплавов образующих механические смеси из чистых компонентов. Характерные линии и точки. Фазовый состав областей.

Проведем анализ диаграммы состояния.

1. Количество компонентов: К = 2 (компоненты А и В);

2.Число фаз: f = 3(кристаллы компонента А и В, жидк. фаза).

3. Основные линии диаграммы:

линия ликвидус acb;

линия солидус ecf;

4. Типовые сплавы системы.

а) Чистые компоненты, кристаллизуются при постоянной температуре, на б показана кривая охлаждения компонента А.

б). Эвтектический сплав – сплав, соответствующий конц. компонентов в точке с (сплав I). Кривая охлаждения этого сплава, аналогична кривым охлаждения чистых металлов (б)

Эвтектика – мелкодисперсная механическая смесь разнородных кристаллов, кристаллизующихся одновременно при постоянной, самой низкой для рассматриваемой системы, температуре.

При образовании сплавов механических смесей эвтектика состоит из кристаллов компонентов А и В: Эвт. (кр. А + кр. В)

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов. Характерные линии и точки.

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов. Компоненты, фазы, двухфазные структуры

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов. Анализ кривой охлаждения технического железа.

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов. Анализ кривой охлаждения доэвтектоидного сплава.

Сплавы с концентрацией компонента В до точки С называются дозвтектическими, с концентрацией компонента В больше точки С – заэвтектическими.

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов. Анализ кри-вой охлаждения эвтектоидного сплава.

1. Количество компонентов: К = 2 (компоненты А и В);

2. Число фаз: f = 3 (жидкая фаза и кристаллы твердых растворов (раствор компонента В в компоненте А) и ( раствор компонента А в компоненте В));

3. Основные линии диаграммы:

линия ликвидус acb, состоит из двух ветвей, сходящ. в одн. точк;

линия солидус аdcfb, состоит из трех участков;

dm – линия предельной концентрации компонента В в комп. А;

fn – линия предельной концентрации компонента А в комп. В.

4. Типовые сплавы системы.

При концентрации компонентов, не превышающей предельных значений (на участках Аm и nВ), сплавы кристаллизуются аналогично сплавам твердым растворам с неограниченной растворимостью, см кривую охлаждения сплава I на рис. 5.5 б. При концентрации компонентов, превышающей предельные значения (на участке dcf).