3.11 Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния

 

Так как вид диаграммы, также, как и свойства сплава, зависит от того, какие соединения или какие фазы образовали компоненты сплава, то между ними должна существовать определенная связь. Эта зависимость установлена Курнаковым (см. рис. 3.13).

Рисунок 3.13 - Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния

 

1. При образовании механических смесей свойства изменяются по линейному закону. Значения характеристик свойств сплава находятся в интервале между характеристиками чистых компонентов.

2. При образовании твердых растворов с неограниченной растворимостью свойства сплавов изменяются по криволинейной зависимости, причем некоторые свойства, например, электросопротивление, могут значительно отличаться от свойств компонентов.

3. При образовании твердых растворов с ограниченной растворимостью свойства в интервале концентраций, отвечающих однофазным твердым растворам, изменяются по криволинейному закону, а в двухфазной области – по линейному закону. Причем крайние точки на прямой являются свойствами чистых фаз, предельно насыщенных твердых растворов, образующих данную смесь.

4. При образовании химических соединений концентрация химического соединения отвечает максимуму на кривой. Эта точка перелома, соответствующая химическому соединению, называется сингулярной точкой.

Контрольные вопросы

1. Какие сплавы называют двойными?

2. Что называют системой сплавов данных компонентов?

3. В каких координатах строится диаграмма состояния двойных сплавов?

4. Какое практическое значение имеет знание критических точек всех сплавов данной системы?

5. Что характеризуют линии ликвидуса и солидуса и как они строятся?

6. Какой сплав называют эвтектическим? Особенности кристаллизации этого сплава, его структура после затвердевания.

7. Какую структуру и свойства имеют двойные сплавы - механические смеси, твёрдые соединения и химические соединения?

8. Как строятся диаграммы состояния двойных сплавов?

9. Требуется подобрать сплав для изготовления реостатной проволоки с высоким электросопротивлением. Сплавы с каким типом диаграммы состояния наиболее вероятно подошли бы для этой цели?

Задания

1. Пользуясь диаграммой состояния сплавов системы Pb – Sb, опишите превращения, которые происходят в сплавах, состоящих из 10% Sb и 90% Pb, 80 % Sb и 20% Pb, охлаждаемых из расплавленного состояния до комнатной температуры.

2. Пользуясь диаграммой состояния, определите температуры начала кристаллизации сплавов, состоящих из: 13 % Sb и 87% Pb ,40 % Sb и 60 % Pb . Постройте для этих сплавов кривые охлаждения.

4 Железоуглеродистые сплавы. Диаграмма состояния железо-углерод

 

4.1 Особенности диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов.

 

Железоуглеродистые сплавы – стали и чугуны – важнейшие металлические сплавы современной техники. Производство чугуна и стали по объему превосходит производство всех других металлов, вместе взятых, более чем в десять раз.

Диаграмма состояния железо – углерод дает основное представление о строении железоуглеродистых сплавов – сталей и чугунов.

Начало изучению диаграммы железо – углерод положил Чернов Д.К. в 1868 году. Чернов впервые указал на существование в стали критических точек и на зависимость их положения от содержания углерода.

Диаграмма железо – углерод должна распространяться от железа до углерода, но…. Железо образует с углеродом химическое соединение: цементит – . Каждое устойчивое химическое соединение можно рассматривать как компонент, а диаграмму – по частям. Так как на практике применяют металлические сплавы с содержанием углерода до , то рассматриваем часть диаграммы состояния от железа до химического соединения цементита, содержащего углерода. Диаграмма состояния железо – цементит представлена на рис. 4.1.

Рисунок 4.1 - Диаграмма состояния железо - цементит