16)Понятия о сплаве, хар-тер взаимодействия компонентов в сплавах.

Под сплавом понимают вещество, полученное сплавлением двух или более элементов. Возможны другие способы приготовления сплавов: спекания, электролиз, возгонка. В этом случае вещества называются псевдосплавами.

Сплав, приготовленный преимущественно из металлических элементов и обладающий металлическими свойствами, называется металлическим сплавом. Сплавы обладают более разнообразным комплексом свойств, которые изменяются в зависимости от состава и метода обработки.

В зависимости от характера взаимодействия компонентов различают сплавы:

• механические смеси;

• химические соединения;

• твердые растворы.

Сплавы механические смеси образуются, когда компоненты не способны к взаимному растворению в твердом состоянии и не вступают в химическую реакцию с образованием соединения.

Образуются между элементами значительно различающимися по строению и свойствам, когда сила взаимодействия между однородными атомами больше, чем между разнородными. Сплав состоит из кристаллов входящих в него компонентов. В сплавах сохраняются кристаллические решетки компонентов.

Сплавы твердые растворы – это твердые фазы, в которых соотношения между компонентов могут изменяться. Являются кристаллическими веществами.

Характерной особенностью твердых растворов является:наличие в их кристаллической решетке разнородных атомов, при сохранении типа решетки растворителя.

По степеням растворимости компонентов различают твердые растворы:

• с неограниченной растворимостью компонентов;

• с ограниченной растворимостью компонентов.

При неограниченной растворимости компонентов кристаллическая решетка компонента растворителя по мере увеличения концентрации растворенного компонента плавно переходит в кристаллическую решетку растворенного компонента.

При ограниченной растворимости компонентов возможна концентрация растворенного вещества до определенного предела, При дальнейшем увеличении концентрации однородный твердый раствор распадается с образованием двухфазной смеси.

17)Основные и промежуточные фазы в сплавах.

Помимо твердых растворов в сплавах имеют место промежуточные фазы, которые могут быть образованы только металлами (интерметаллидные фазы), а также металлами с неметаллами. Особенностью промежуточных фаз является то, что они не сохраняют кристаллическую решетку металла растворителя, а имеют свою собственную решетку. На диаграммах состояния они занимают области, которые не примыкают к ординатам, отвечающим положению чистых компонентов. Существует большое количество промежуточных фаз, отличающихся химическим составом, строением и оказывающих значительное влияние на механические и технологические свойства сплавов. Различают интерметаллидные фазы, к ним относятся электронные соединения, σ-фазы, фазы Лавсса. Кроме того, к промежуточным фазам относятся химические соединения, фазы внедрения и вычитания.

18)Понятие и диаграмме состоянии сплавов, правило фаз и отрезков.

Диаграмма состояния - это графическое изображение фазового и структурного состояния сплавов конкретной системы в зависимости от температуры и концентрации компонентов. Диаграммы состояния имеют большое теоретическое и практическое значение. Они позволяют для любого сплава данной системы определить картину фазовых превращений, выбрать температуры нагрева при термической обработке, оценить механические, физические и технологические свойства. Диаграммы равновесного состояния показывают устойчивые состояния, которые при данных условиях обладают минимумом свободной энергии и соответствуют нагреву и охлаждению с очень малыми скоростями. Общие закономерности существования устойчивых фаз выражаются правилом фаз Гиббса. Оно устанавливает связь между числом степеней свободы С, числом фаз Ф, числом компонентов системы К и числом внешних переменных факторов Р. Внешними независимыми переменными являются температура и давление, т.е. Р=2. При постоянном давлении Р=1. Под числом степеней свободы (вариантностью) системы понимается число независимых друг от друга внешних (температура, давление) и внутренних (концентрация) факторов равновесия, которые могут принимать различные значения без изменения числа фаз в системе.

При Р=1 правило фаз Гиббса имеет следующий вид:

С = К - Ф + I, где: С – число степеней свободы, К – число компонентов, Ф – число фаз.

Правило фаз используется для контроля экспериментально построенных диаграмм состояния и построения кривых охлаждения (нагрева) сплава. В любой точке диаграммы, когда в сплаве одновременно существуют две фазы, можно определить количество обеих фаз и их концентрацию. Для этого служит так называемое правило рычага, или правило отрезков.

Первое положение правила отрезков формулируется следующим образом:

«Чтобы определить концентрации компонентов в фазах, через данную точку, характеризующую состояние сплава, проводят горизонтальную линию до пересечения с линиями, ограничивающими данную область; проекции точек пересечения на ось концентраций показывают составы фаз.»

Второе положение правила отрезков формулируется так. «Для того чтобы определить количественное соотношение фаз, через заданную точку проводят горизонтальную линию. Отрезки этой линии между заданной точкой и точками, определяющими составы фаз, обратно пропорциональны количествам этих фаз.»