Контрольні питання:

1. Що таке сплав?

2. Які структурні утворення в твердому стані утворюють елементи, з яких складається сплав?

3. Що таке твердий розчин? Які тверді розчини ви знаєте?

4. Чим відрізняються тверді розчини заміщення та проникнення?

5. Чим відрізняються тверді розчини необмежені і обмежені ?

6. Що таке хімічні сполуки? Які відмінності вони мають?

7. Що таке механічна суміш і які її відмінності?

8. З яких компонентів може утворюватись сплав?

9. Що таке Фаза в сплаві?

10. Які елементи, розчини і сполуки можуть бути фазами?

11. Що таке Система? Які показники твердості ви знаєте?

12. Що встановлює правило фаз?

13. Що в рівнянні С = К + 1 – Ф означає кожна літера?

15. Розгляньте правило фаз для 1-компонентної системи.

- на ділянці 0-1;

- на ділянці 1-1^’;

- на ділянці 1^’-2.

16. Що таке число ступенів свободи?

Тема 3.2. Діаграми стану подвійних сплавів

1. Поняття про діаграми стану сплавів, їх побудова.*

2. Діаграми стану для випадку утворення компонентами механічної суміші, твердого розчину необмеженого і обмеженого, хімічної сполуки.**

3. Зв’язок між діаграмами стану і властивостями.**

Діаграма стану – графічне зображення фазового стану сплавів. Вона характеризує процеси кристалізації і структурних змін різних сплавів, дозволяє визначити температури фазових перетворень, фазовий склад будь-якого сплаву системи залежно від температури, властивості всіх сплавів системи, дозволяє обирати температуру нагріву сплаву для різних видів обробки.

Діаграми стану будують в координатах температура-концентрація компонентів у %. По осі абсцис – склад сплаву, по осі ординат – температура. Для побудови користуються термічним аналізом сплаву при різних концентраціях його компонентів, при якому експериментально отримують криві охолодження декількох сплавів системи, по перегинах або горизонтальних ділянках кривих визначають критичні точки – температури фазових перетворень. При перенесенні критичних точок для кожного сплаву в координати температура-склад сплаву і з’єднанні відповідних точок лініями одержують діаграму стану.

Діаграма стану сплавів-механічних сумішей (і роду)

Компоненти А і В необмежено розчиняються в рідкому стані, а в твердому стані утворюють механічну суміш (рис.3.4).

Вертикальні лінії А₁А і В₁В відповідають 100% відповідно компоненту А і В.

Лінія А₁СВ₁ – лінія ліквідус (вище неї всі сплави знаходяться в рідкому стані).

Лінія DCE – лінія солідус (нижче неї всі сплави знаходяться в твердому стані).

Точка А₁ – температура початку і кінця кристалізації компонента А.

Точка В₁ – температура початку і кінця кристалізації компонента В.

Рисунок 3.4. Діаграма стану сплавів, Рисунок 3.5. Криві охолодження і

що утворюють механічні суміші. схеми структур.

При охолодженні по лінії А₁С починають виділятися кристали А, по лінії В₁С – кристали В. У точці С одночасно виділяються кристали А і В у вигляді тонкої механічної суміші, яка називається евтектика. Сплав відповідного складу (проекція точки С на вісь абсцис) називається евтектичним, температура, що відповідає точці С – температура евтектичного перетворення.

Р_С → Евт.(А+В)

С=К+1–Ф=2+1–3=0 (тобто перетворення відбувається при сталій температурі).

Сплави, розташовані зліва від точки С – доевтектичні, справа – заевтектичні.

Розглянемо процес кристалізації і структуру, отриману в результаті кристалізації сплавів І, ІІ, ІІІ даної системи (рис.3.5).

1. Доевтектичний сплав І на ділянці 0-1 знаходиться в рідкому стані;

1-2 – виділення з рідини кристалів А;

2-2^’ – перетворення рідини на евтектику А+В;

2^’-3 – охолодження твердого тіла, структура якого складається з кристалів А і евтектики.

2. Евтектичний сплав ІІ:

0-2 – в рідкому стані;

2-2^’ – одночасна кристалізація з рідини А і В – евтектики;

2^’-3 – охолодження твердого сплаву, структура якого – евтектика (А+В).

3. Заевтектичний сплав ІІІ:

0-1 – сплав в рідкому стані;

1-2 – виділення з рідини кристалів В;

2-2^’ – перетворення рідини на евтектику А+В;

2^’-3 – охолодження твердого сплаву, структура якого – суміш кристалів В і евтектики.