Диаграммы Au-Ag, Ag-Cu, Au-Cu, Cu-Sn. Диаграмма состояния Au-Ag
Сплавы имеют структуру α-тв. раствора, интервал кристаллизации ~24/C. Цвет сплавов изменяется с повышением содержания серебра от желтого, соответственно Au, до белого, соответствующего чистому серебру.
Сплавы с содержанием золота 10-70% имеют красивый зеленый оттенок. Однако из-за низких механических свойств применяется редко.
Сплавы с содержанием Au до 52,3% разрушаются под действием HNO3; с более высоким содержанием Au в кислоте практически не растворяются, с содержанием Au выше 75% и Ag растворяются 25% только в царской водке. Нижняя граница коррозионной стойкости системы Au-Ag лежит на уровне 37,7% Au—сплавы с меньшим содержанием Au образуют сернистые соединения и темнеют.
Диаграмма Ag – Cu.
В ювелирной промышленности в основном используются сплавы на основе серебра, которые относятся к системе Аg-Си. Диаграмма состояния сплавов системы Аg-Си показана на рисунке. Данная диаграмма относится к эвтектическим диаграммам с ограниченной растворимостью. Так, серебро растворяет медь, концентрация которой при температуре эвтектического превращения 779°С может достигать 8,8%, образуя при этом а-твердый раствор (91,2% Аg%; 8,8% Си). Медь, в свою очередь, растворяет серебро, максимальная растворимость которого 8%, образуя' р-твердый раствор (92% Си; 8% Аg). Эвтектика (71,5% Аg; 28,5% Си) состоит из смеси а- и р- кристаллов твёрдых растворов. При температуре кристаллизации эвтектики (779°С) в обоих твёрдых растворах достигается максимальная растворимость второго элемента. Таким образом, сплавы, содержащие 91,2-71,5% Аg являются доэвтектическими, а 71,5-8% Аg -заэвтектическими. В ювелирном деле, как правило, используются, содержащие более 71,5% Аg.
С понижением температуры растворимость меди в α- твердом растворе и серебра в ^-твердом растворе понижается. Таким образом, ювелирные сплавы, имеющие изначально гомогенную структуру α- твердого раствора (100-91,2% Аg) и пониженную прочность, могут быть подвергнуты старению с целью повышения их прочности и твёрдости. В результате нагрева при старении из пересыщенного медью α- твёрдого раствора выделяются кристаллы β- фазы (вторичные), которые обогащены медью и обеспечивают повышение прочностных свойств. При этом количество Р-фазы может составлять 10% всей структуры. Это особенно существенно для сплавов СрМ 950, СрМ 925, СрМ 900, и СрМ 875.
При очень быстром охлаждении при закалке эвтектическое превращение в сплавах Аg-Сu может быть подавлено. Последние данные рентгенографических исследований показывают, что в интервале от 100% Аg до 100% Cu образуется только одна фаза - твердый раствор с ГЦК-решеткой.
Диаграмма Au – Cu.
Среди двухкомпонентных сплавов золота иногда встречаются в ювелирной промышленности сплавы золото - медь и золото - серебро. Золото и медь обладают неограниченной растворимостью в жидком, а при высоких температурах и в твердом состоянии (образуют непрерывный ряд твердых растворов. Кривые плавкости
начинаются от точки плавления меди (1083°С). Точки ликвидуса и солидуса находятся ниже точек плавления чистых металлов.
Из диаграммы видно, что из твердого раствора при t~400°С выделяются соединения AuCu, Au Cu3, Au2 Cu3, что сопровождается перестройкой типа кристаллической решетки. α-ГЦК; Au Cu3-кубическая решетка, AuCu-тетрагональная. с/а=0,92.
При медленном охлаждении или старении HB и δ в этой области концентраций может повыситься.
Система Au-Cu–это сплавы красного золота за счет присутствия Cu.
В сплавах золото-медь буквами указываются основной и легирующий элементы, а цифрами–лишь содержание золота (проба). Например, марка двухкомпонентного сплава ЗлМ58.3, означает, что сплав содержит–58,3% золота, остальное–медь.
При обработке сплавов Au-Cu с содержанием Au от 500/000 до 750/000 следует помнить, что они лежат в области дисперсионного твердения. Если такой спав после литья или отжига нужно получить мягким, то старение необходимо предотвратить закалкой в воде или спирте. Если необходима повышенная твердость, то после отжига необходимо искусственное старение. Под действием сильных кислот (HNO3) сплавы Au ниже 650/000 разрушаются.
Все сплавы Au-Cu растворяются в царской водке; Важный недостаток—малая устойчивость против коррозии на воздухе. Сплав с содержанием ниже 508/000 Au заметно тускнеет на воздухе из-за образования сернистых соединений.