23. Особенности кристаллизации сплавов. Правило фаз.
Кристаллизация сплавов. Переход ме из жидкого состояния в тв состояние происходит при наличии переохлаждения. Это правило которое действительно для чистого ме действительно и для сплавов. Механизм тоже одинаков – образуются центры(зародыши), а потом они растут. Особенность кристаллизации сплавов заключается в следующем: тв фазы образ при кристаллизации сплавов значительно отличаются по составу от исходного жидкого раствора, поэтому для образования устойчивого зарода необходимы флуктуации концентрации. Зародыш новой фазы может возникнуть только в тех микро объемах исходной фазы состав которых в результате флуктуации соответствует составу новой образующейся фазы. Скорость роста кристаллов в сплавах меньше, чем в чистых ме. Это объясняется тем, что в сплавах рост ме связан с диффузионным перемещением разных компонентов в жидком растворе. Скорость роста тем ниже, чем выше разность концентраций жидкого р-ра и образующихся из него кристаллов.
Правило фаз Гиббса общие закономерности существования устойчивых фаз, отвечающих условиям равновесия м.б. выражены в математической форме, которая называется правило фаз Гиббса. Правило фаз дает количественную зависимость м/у степенью свободы системы, количеством компонентов, количеством фаз и количеством внешних переменных. Число степеней свободы – число внешних и внутренних факторов которые можно изменять без изменения числа фаз в системе. Если число степеней свободы =0(система безвариантная), то нельзя изменять внешние и внутренние факторы без того, чтобы это не вызвало изменение числа фаз. Если число степеней свободы =1 (система моновариантная), то в некоторых пределах возможно изменение одного из этих факторов и при этом не произойдет изменение числа фаз.
С=К+П-Ф; С – число степеней свободы; К – число компонентов; П – внешние переменные; Ф – число фаз. С=К-Ф+1(Р=const)
24. Диаграмма состояния системы, в которой компоненты неограниченно растворимы в тв состоянии. Верхняя линия показывает для каждого сплава температуру начала кристаллизации при охлаждении и Т завершения плавления при нагревании(ликвидус). Нижняя линия показывает для каждого сплава температуру начала плавления при нагревании и Т завершения кристаллизации при охлаждении(солидус). Превращение которое может быть для I: 1 и 2 – критические точки, т.к. в них происходит изменение фазы.
Правило отрезков lm – кол-во жидкой фазы; kl – кол-во тв фазы.
Процесс кристаллизации в рассмотренной системе происходит при изменении Т. В процессе кристаллизации в сплаве системы при изменении Т изменяется количественное изменение фаз. И каждая фаза при каждой Т имеет определенный состав. Для определения состава фаз находящегося в равновесии при данной Т лежащем м/у линиями ликвидус и солидус нужно м/у данными точками, показывающими состояние данного сплава, провести горизонтальную линию до пересечения с линиями(ликвидус, солидус) – канода k-l-m. K – показывает состав жидкой фазы, m – показ состав тв фазы. В процессе кристаллизации меняется количественное соотношение между фазами.
25. Диаграмма состояния системы, в которой компаненты ограниченно растворимы в твердом состоянии и образуют эвтектику. В этой системе образуется 2 тв р-ра тв р-р альфа – В в А, и бэта – А в В.
Линия аеb – ликвидус
adecb – солидус
при Т соответствующей линии ае из жидкого раствора кристаллизуются кристаллы альфа тв р-ра, при Т соответствующей линии be из жидкого р-ра кристаллизуются кристаллы бэта тв р-ра.
d – хар-ет предельную растворимость компонента В в А
c – хар-ет предельную растворимость компонента А в В
e – эвтектическая точка
Т соответствующая точке e dec называется эвтектической температурой(tЭ) из жидкого р-ра состояния точки е при tЭ одновременно кристаллизуется предельно насыщенные тв р-ры альфа и бэта.
Эвтектическая кристаллизация в результате образуется механическая смесь кристаллов 2-ух тв р-ров который называется эвтектика.
