Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Фазовые равновесия и структурообразование. Трехкомпонентные диаграммы фазового равновесия. Сборник задач
.pdf
a
A
X
E
II
II
m
C
Рис. 1.7. Определение химического состава сплава
по заданному количеству фазовых составляющих
Рассмотрим пример решения задачи № 3 для сплава состава точки Х, диаграммы, приведенной на рис. 1.8.
e
1
E
m
e
3
X
f
n
B
e
2
k
mX
MM
C
I
mC
СПЛ.
=
nX
En
E
fX
k
fk
СПЛ.
СПЛ.
C
M M
ДВ.ЭВТ.(С + B)
M M
ТР.ЭВТ.
Рис. 1.8. Проекция диаграммы на концентрационный
треугольник и расчет массы структурных составляющих
В сплаве Х из жидкого расплава первыми выделяются
кристаллы С, химический состав которых не изменяется при
понижении температуры. Химический состав L в процессе
11
первичной кристаллизации меняется от точки Х до точки m,
расположенной на линии двойной эвтектики. После выделения первичных С в сплаве протекает двойная эвтектическая
реакция с образованием двойной эвтектики (С + В), средний
состав которой определяет точка K. Двойная эвтектическая
реакция протекает в интервале температур. Состав жидкой
фазы в это время меняется от точки k до точки Е. Завершает процесс кристаллизации сплава тройная эвтектическая
реакция с образованием тройной эвтектики постоянного состава точки Е.
T
T
1
T
2
T
3
L
X
LoС
Xom
L(A + B)
moE
L
С
I
L
I
k
L(A + B + C)
E
С
I
(C + B)
E
С
I
k
A + B + C
(A + B)
(A + B + C)
W
k
E
Рис. 1.9. Кривая термического анализа сплава
Х. Микроструктура сплава на различных этапах
кристаллизации
Поскольку в данной фазовой диаграмме предполагается отсутствие растворимости компонентов в твердом состоянии, содержание компонентов в сплаве равно содержанию
фаз А, В и С.
Далее приведены используемые в задачнике трехкомпонентные диаграммы фазового равновесия (рис. 1.10–1.23).
12
При рассмотрении структурообразования в трехкомпонентных сплавах необходимо знать, какие поверхности существуют в каждой диаграмме и в какие части концентрационного треугольника они проектируются. Ниже приведены
проекции поверхностей на концентрационный треугольник
для различных фазовых диаграмм. Для удобства рассмотрения проекции по-разному окрашены.
L
L + A
e
AB
L + A
Рис. 1.10. Трехкомпонентная диаграмма фазового
A + C
L + C
e
3
1
E
C
равновесия
L + B
A + B
B + C
e
2
L + C
L + B
На сторонах концентрационного треугольника построены двухкомпонентные (бинарные) диаграммы с отсутствием растворимости в твердом состоянии и эвтектическими
превращениями. В трехкомпонентной системе присутствует
тройная эвтектическая реакция.
13
A
e
A
3
L + A L + B
B
E
e
1
e
2
L + C
C
Рис. 1.11. Проекции поверхностей ликвидуса
Цветом выделены области сплавов, в которых выделяются различные первичные кристаллы. Так, в неокрашенной
области из жидкости первыми выделяются первичные кристаллы С.
B
L oA + B)
L oA + C)
E
L oB + C)
C
Рис. 1.12. Проекции поверхностей начала
и конца кристаллизации двойных эвтектик
14
Цветом выделены области сплавов, в которых протекает
каждая из трех двойных эвтектических реакций. Так, в неокрашенной области формируется двойная эвтектика (В + С).
T
L
L + D
AB
D
D
DD
L + D
L + D
C
Рис. 1.13. Трехкомпонентная диаграмма
фазового равновесия
L
e
1
e
L + D
1
D
D
L + E
D + E
E
BC
E
E
L + E
e
D + E
2
D + E
e
2
L + D
D
A
L + D
Рис. 1.14. Трехкомпонентная диаграмма
фазового равновесия
15
На сторонах концентрационного треугольника построены
A
A
двухкомпонентные диаграммы с непрерывным рядом твердых растворов. В данной системе поверхности ликвидуса и солидуса проектируются в концентрационный треугольник.
На сторонах концентрационного треугольника построены двухкомпонентные диаграммы с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии и эвтектическими
превращениями (на сторонах АВ и ВС) и непрерывным рядом твердых растворов (на стороне АС).
1
D
2
e
Рис. 1.15. Проекция поверхности ликвидуса
e
D+E
2
4
C
B
3
1
E
Окрашена область сплавов, в которых выделяются первичные кристаллы фазы . В остальной части концентрационного треугольника выделяются первичные -кристаллы.
1
D
2
e
e
D+E
2
4
C
B
3
1
E
Рис. 1.16. Проекция поверхности начала
и конца кристаллизации двойной эвтектики
16
Окрашена область двухфазных сплавов, в которых выделяется двойная эвтектика + .
L
D + E
D + E
e
L + E
E
E
L + D
D
AB
D
D
L + D
Рис. 1.17. Трехкомпонентная диаграмма
фазового равновесия
D (E)
C
D (E)
C
E
L + E
На сторонах концентрационного треугольника построены двухкомпонентные диаграммы с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии и эвтектическим
превращением (на стороне АВ) и непрерывным рядом твердых растворов (на сторонах АС и ВС).
17
L oD
A
L oDE
Рис. 1.18. Поверхность ликвидуса
L oE
e
K
B
C
Поверхность ликвидуса градиентно окрашена, что отражает возможность непрерывного перехода одной твердой
фазы в другую.
На сторонах концентрационного треугольника построены двухкомпонентные диаграммы с отсутствием растворимости в твердом состоянии и эвтектическими превращениями. На стороне АВ диаграмма со стойким химическим
соединением М. В трехкомпонентной системе присутствуют
две тройные эвтектические реакции (см. рис. 1.19, а).
18
T
L + A
L + A
AB
e
4
L + M
e
1
E
1 E
A + C
L + M
B + MA + M
e
5
L + B
e
2
L + B
2
e
3
C + B
C
L + C
L + C
а
Квазибинарный разрез
L + C L + M
e
5
C + M
CM
б
Рис. 1.19. а – трехкомпонентная диаграмма фазового
равновесия; б – квазибинарный разрез М–С
19
A
L oA
L oC
L oB
L oM
e
1
E
e
4
1
1
1
1
M
e
5
1
C
e
2
E
2
e
3
B
Рис. 1.20. Проекции поверхностей ликвидуса
Цветом обозначены области сплавов, в которых выделяются различные первичные кристаллы.
A
L oA + C
e
1
e
4
M
e
5
E
1
e
2
B
E
2
e
3
L oA + M
L oB + C
L oB + M
L oC + M
C
Рис. 1.21. Проекции поверхностей начала
и конца кристаллизации двойных эвтектик
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]