4. Какие фазы образуются в сплавах в результате взаимодействия компонентов?

Сплав - сложное вещество полученное сплавлением нескольких элементов. Фазой называют однородную часть сплава, характеризующуюся определенным составом, свойствами, типом кристаллической решётки и отдельную от других частей сплава поверхностью раздела. Фазы: 1) жидкие растворы, 2) твердые чистые металлы, 3) твердые растворы, 4) химические соединения. В зависимости от фаз сплава могут быть одно-, двух-, и многофазными. В жидком состоянии компоненты сплава обычно неограниченно растворяются друг в друге, образую жидкие растворы. В твердом состоянии компоненты могут образовывать: 1) механические смеси, смесь двух или нескольких фаз; 2) химические соединения, когда компоненты вступают в химическое взаимодействие; 3)твердые растворы, когда один компонент растворяется в другом.

5. Чем отличается первичная кристаллизация от вторичной? Формулы этих процессов и их физических смысл.

Кристаллизация — процесс фазового перехода вещества из жидкого состояния в твёрдое кристаллическое с образованием кристаллов. Процесс образования кристаллов из жидкости принято называть первичной кристаллизацией (в отличие от вторичной, происходящей в твердом металле). Начало образования кристаллов при охлаждении жидкого металла легко заметить, наблюдая так называемые кривые охлаждения, т. е. изменение температуры с течением времени. Кристаллизация начинается при достижении некоторого предельного условия, например, переохлаждения жидкости или пересыщения пара, когда практически мгновенно возникает множество мелких кристалликов — центров кристаллизации. Кристаллики растут, присоединяя атомы или молекулы из жидкости или пара. Рост граней кристалла происходит послойно, края незавершённых атомных слоев (ступени) при росте движутся вдоль грани. Зависимость скорости роста от условий кристаллизации приводит к разнообразию форм роста и структуры кристаллов (многогранные, пластинчатые, игольчатые, скелетные, дендритные и другие формы, карандашные структуры и т. д.). В процессе кристаллизации неизбежно возникают различные дефекты. На число центров кристаллизации и скорость роста значительно влияет степень переохлаждения. Степень переохлаждения — уровень охлаждения жидкого металла ниже температуры перехода его в кристаллическую (твердую) модификацию. С.п. необходима для компенсации энергии скрытой теплоты кристаллизации. Первичной кристаллизацией называется образование кристаллов в металлах (и сплавах) при переходе из жидкого состояния в твердое.

6. Что такое неравновесная кристаллизация и как ее устранить?

Неравновесная кристаллизация. Процесс диффузии протекает медленно, поэтому в реальных условиях охлаждения состав в пределах каждого кристалла и разных кристаллов не успевает выравниваться, и он будет неодинаковым.

6 неравновесная кристаллизация— процесс кристаллизации в условиях огранич. диффузии в тв. фазе или одноврем. в тв. и жидкой фазах. Механизм изменения состава при кристаллизации тв. р-ров в сплавах как с неогранич., так и с огранич. растворимостью.

Внутрикристаллическая ликвация.

В результате неравновесной кристаллизации химический состав образующегося кристалла по

сечению оказывается переменным. Оси первого порядка, образующиеся в начальный момент

кристаллизации, обогащены более тугоплавким элементом. Периферийные слои кристалла и

межосные пространства, кристаллизующиеся в последнюю очередь, будут обогащены

компонентом, понижающим температуру плавления сплава, и их состав близок к концентрации,

соответствующей исходной концентрации сплава. Такая неоднородность состава сплава внутри

кристалла называется внутрикристаллической, или дендритной ликвацией. Дендритная

ликвация устраняется отжигом при температурах, обеспечивающих достаточную скорость

диффузии

Неоднородность шва

Процесс кристаллизации, как правило, приводит к неоднородности состава и свойств металла шва.

Необходимо различать макро- и микронеоднородность в паяных швах.

Макронеоднородность возникает в результате неравномерного распределения компонентов в составе припоя как следствия неравномерного нагрева при пайке, недостаточного флюсования и т. д.

Микронеоднородность металла паяного шва возникает в результате неравновесных условий кристаллизации. Неравновесная кристаллизация приводит к ликвационной неоднородности. Степень внутрикристаллитной ликвации сплавов зависит от скорости кристаллизации. С увеличением скорости кристаллизации внутрикристаллитная ликвация возрастает из-за подавления выравнивающей диффузии в твердом растворе.

При средних скоростях кристаллизации степень внутрикристаллитной ликвации достигает максимума. При больших скоростях кристаллизации степень ликвации снижается. В некоторых работах это объясняется подавлением разделительной диффузии и явлением бездиффузионной кристаллизации, в других работах - измельчением дендритных ячеек и увеличением площади, занятой ободком дендритных ячеек, который наиболее обеднен тугоплавким компонентом.

В интервале реальных скоростей кристаллизации, характерных для пайки (десятки и сотни градусов в минуту), состав осей дендритов определяется точкой равновесного солидуса сплава при температуре начала кристаллизации. Эта закономерность наблюдается и при кристаллизации сплавов в паяных швах в процессе реактивно-флюсовой пайки алюминия цинком.