1.6.3. Диаграммы состояния двойных сплавов

При установлении технологии горячей обработки различных сплавов необходимо знать, какие превращения происходят при их нагреве и охлаждении. Определяются для сплавов температуры плавления, затвердевания, структуры в твердом состоянии и т. д. По результатам таких исследований и строят диаграммы состояния.

По кривым охлаждения, полученным для практически равновесных условий, определяют критические температуры, называе­мые часто критическими точками.

Критическими называются температуры, при которых начи­нается или полностью прекращается изменение строения, проте­кающее с выделением или поглощением тепла.

На кривых охлаждения (или нагрева) в координатах температура — время критическим температурам соответствуют либо точки перегиба, либо остановки (горизонтальные площадки).

На диаграммах состояния температуру в градусах всегда откладывают по оси ординат, а состав (концентрацию данного компонента) по оси абсцисс (рис. 6). Для сплавов, состоящих из двух компо­нентов, обозначаемых буквами А и В, состав характеризуется отрезком прямой, принятым за 100%. Крайние точки А и В со­ответствуют 100% чистых компонентов. Любая точка на этом от­резке характеризует состав двойного сплава, состоящего из ком­понентов А и В.

Диаграмма состояния показывает не только температуры плавления и затвердевания, но характеризует также и строение (состояние) сплавов при различных температурах.

На диаграммах состояния выделяются следующие характерные линии:

Рис. 6. Диаграмма состояния третьего типа

- линия ликвидус, на ней расположены температурные точки начала кристаллизации сплавов (при охлаждении) или температурные точки окончания процесса плавления (при нагреве сплавов);

- линия солидус, на ней расположены температурные точки окончания кристаллизации сплавов (при охлаждении) или температурные точки начала процесса плавления (при нагреве сплавов);

- линия эвтектического превращения, которое протекает при постоянной температуре для ряда сплавов системы. Эвтектическое превращение характерно тем, что из жидкой фазы определенного состава одновременно кристаллизуется тонкая механическая смесь двух фаз, которая называется эвтектикой;

- линии ограничения растворимости одного сплава в другом.

Концен­трация и количество фаз у сплава, лежащего в двухфазной области, определяются правилом отрезков.

В зависимости от характера строения примем следующую условную нумерацию типов диаграмм состояния.

Первый тип — диаграммы состояния сплавов с неограничен­ной растворимостью компонентов в жидком состоянии, а в твер­дом состоянии не растворяющихся, т. е. образующих простую механическую смесь.

Второй тип — диаграммы состояния сплавов с неограничен­ной растворимостью компонентов в жидком и твердом состояниях.

Третий тип — диаграммы состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в жидком состоянии и ограниченной растворимостью их в твердом состоянии.

Четвертый тип — диаграммы состояния сплавов с неограни­ченной растворимостью компонентов в жидком состоянии, а при кристаллизации компоненты образуют устойчивое химическое соединение.

Помимо указанных диаграмм состояния существуют и другие их типы.