8.Диаграммы состояния сплавов 3 и 4 типов

Диаграмма состояния четвертого типа. Она характеризует сплавы, в которых компоненты неограниченно растворимы в жидком состоянии, совершенно нерастворимы в твердом и при затвердевании образуют химические соединения. Это сплавы магний — кальций, магний— олово, марганец — кремний. В качестве примера рассмотрим диаграмму состояния сплава Mg—Са (рис. 17), компоненты которого образуют прочное химическое соединение Mg4 и Са3(АnВm) с содержанием 45% Mgи 55% Са (температура плавления химического соединения 721 °С). Из диаграммы видно, что указанное химическое соединение ведет себя как самостоятельный компонент и делит систему Mg—Са на две диаграммы первого типа: Mg—Mg4Са3(A—АnВm) иMg4Са3—Са(АnВm—В). Выше линии ликвидуса ABCDE сплавы находятся в жидком состоянии в однофазном равновесии, ниже линии солидуса FBKODM — в твердом состоянии, имея двухфазное равновесие.

Диаграмма состояния третьего типа. Она характеризует сплавы, в которых два металла в жидком состоянии обладают полной растворимостью, а в твердом состоянии—ограниченной (рис. 16). К этим сплавам относятся: медь — серебро, олово—свинец, алюминий — кремний и др.

По линии ликвидуса АСВ в отличие от диаграммы первого типа не будут кристаллизоваться чистые компоненты A и В, а будут выпадать кристаллы α твердого раствора  компонента В в А (линия АС) и кристаллы β твердого раствора A в B  (линия BC). При этом эвтектика  будет состоять из смеси кристаллов двух твердых растворов α и β. Сплавы между точками D и С непосредственно после кристаллизации из жидкого раствора состоят из кристаллов α и эвтектики α+β, а между точками С и Е — из кристаллов β и эвтектики α+β.  Сплавы с концентрацией меньше, чем в точке D, заканчивают кристаллизацию из жидкого раствора по линии AD и состоят из кристаллов α. При понижении температуры (линия DF) эти кристаллы оказываются пересыщенными атомами компонента В, поэтому из твердого раствора α кристаллизуются зерна твердого раствора βBT. Такие превращения в твердых растворах называются вторичной кристаллизацией в отличие от первичной, происходящей из жидкого раствора. В сплавах с концентрацией больше, чем в точке Е, при температурах ниже линии солидуc (линия ADEB) из   кристаллов  β (линия EG) выпадают кристаллы αBT.

9.Правило отрезков . Его применение для расчета фазового и структурного состава сплавов

Первое положение правила отрезков формулируется следующим образом.

Чтобы определить концентрации компонентов в фазах, через даннуюточку, характеризующую состояние сплава, проводят горизонтальнуюлинию до пересечения с линиями, ограничивающими данную область; проекции точек пересечения на ось концентраций показывают составыфаз.

Следовательно, для сплава К при температуре t₁ составы обеих фаз определятся проекциями точек бис, так как эти точки находятся на пересечении горизонтальной линии  проходящей   через   точку  а, с линиямидиаграммы.

Количество этих фаз также можно определить. Для определения количества каждой фазы (второе положение правила отрезков) предположим, что сплавК находится при температуре t₁

Если точка а определяет состояние сплава, точка b— состав жидкой фазы, аточка с — состав твердой фазы, то отрезок be - определяет все количествосплава, отрезок ас — количество жидкости и отрезок bа — количество кристаллов.

Второе положение  правила отрезков  формулируется так.

Для того чтобы определить количественное соотношение фаз, через заданную точку проводят горизонтальную линию. Отрезки этой линиимежду заданной точкой и точками, определяющими составы фаз, обратно пропорциональны   количествам   этих   фаз.

Правило отрезков в двойных диаграммах состояния можно применить только в двухфазных областях. В однофазной области имеется лишь одна фаза; любая точка внутри области характеризует ее концентрацию