11. Диаграмма состояния сплавов и принципы её построения. Правило фаз и правило отрезков.

Диаграмма состояния – графическое изображение зависимости фазового состава от химического состава и температуры. Диаграмма содержит изображение состояния равновесия, подчиняется закону существования устойчивых фаз – закону Гиббса.

C=k-f+n – закон Гиббса. Где С – число степеней свободы, k – число компонентов, f – число фаз, истемы ( давление, тем)n – число внешних факторов, оказывающих влияние на состояние системы ( давление, температуры).

Обычно для металлов, при постоянном атмосферном давлении n=1. Тогда: C=k-f+1

Принцип построения диаграммы:

Необходимо приготовить несколько состояний с разной концентрацией компонентов А(100%), В(100%).

Снять кривые охлаждения сплавов, найти характерные точки изменения кривой охлаждения и нанести их на координате соответствующих концентраций в системе координат «температура – химический состав» 1-ы точки на кривых охлаждения соответствующие температуре начала кристаллизации. 2-е точки – окончанию кристаллизации. Необходимо соединить 1-е и 2-ые точки. Линия начала называется ликвидус. Выше данной линии – жидкость. Линия окончания кристаллизации – солидус. Ниже данной линии вся система находится в твердом состоянии.

Такого вида диаграмма характерна для двухкомпонентных сплавов полной растворимостью друг в друге компонентов А и В в твердом состоянии.

Правила отрезков:

1 Для того чтобы определить концентрации компонентов в фазах, через

данную точку в двухфазной области проводят горизонтальную линию (коноду) до пересечения с линиями, ограничивающими данную область: проекции точек пересечения на ось концентрации показывают составы фаз.

2 правило рычага. нужно провести коноду и представить ее как рычаг с точкой опоры в исследуемой точке. Отрезки этой линии (плечи рычага) между заданной точкой и точками,определяющими составы фаз, обратно пропорциональны количествам этих фаз.

т.k’ – состав фазы L в точке s.

т.p’ – состав фазы А в точке s.

Количество L=(ps/pk)*100%

Количество A=(sk/pk)*100%

___________________________________________________

12. Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью

Характерным является то, что компоненты кристаллизуются в чистом виде.

авс – ликвидус

dве – солидус

На линии ав начинается кристаллизация компонента А, а на линии вс – компонента В.

В точке в одновременно кристаллизуются компоненты Аи В и образуется механич. смесь, назыв. эвтектикой (ж↔А+В).

Фазовое превращение, при кот.из жидкой фазы обр-ся две тв. фазы наз. эвтектическим (dве).

Эвтектика не явл. фазой, это структурная составляющая.

________________________________________________________

14. Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью и

претерпевающих перитектическое превращение

Линия abc - ликвидус, а линия adec – солидус. Точка d характеризует максимальную растворимость компонента В в А, а точка e предельную растворимость А в В. В сплавах, содержащих компоненты в количествах меньше точки f и больше точки k, образуются однофазные твердые растворы соответственно α или β. Линия bde называется линией перитектических превращений. Перитектическое превращение отличается тем, что кристаллизуется только 1 фаза. Сплав II назыв. перитектическим.

ж+β↔α

Правило отрезков:

-----------------------------------------------------------------------------------------------