- •2013 Г.
- •2. Описание процесса кристаллизации и построение кривой охлаждения для сплава заданного состава.
- •2.1. Характеристика компонентов.
- •2.2. Типы сплавов.
- •2.3. Фазовые превращения диаграммы Pb-u и линии ликвидуса и солидуса.
- •2.3.1 Нонвариантные превращения.
- •2.3.2 Моновариантные превращения
- •2.4. Описание процесса кристаллизации и построение кривой охлаждения для сплава 21% Ce.
- •2.5. Определение соотношения фаз и структурных составляющих в сплаве при заданной температуре .
2.2. Типы сплавов.
На основе α-Ce -модификации образуется ограниченный твердый раствор , обозначаемый как (α-Ce), внедрения с максимальной растворимостью Ce в Cu, равной 0,1%.
На основе β-Ce -модификации образуется ограниченный твердый раствор (β-Ce) с максимальной растворимостью Ce в Cu , равной 0,37 %.
На основе γ-Ce -модификации образуется ограниченный твердый раствор (γ-Ce) с максимальной растворимостью Ce в Cu , равной 0,55 %.
На основе δ-Ce -модификации образуется ограниченный твердый раствор (δ-Ce) с максимальной растворимостью Ce в Cu , равной 0,1 %.
Растворимость Сu в твердом Се составляет 0,44; 0,31; 0,31; 0,20; 0,16 % при температурах870, 800, 500 и 300 °С, соответственно.
В системе существуют пять соединений, из которых СеСu6 и СеСu2 плавятся конгруэнтно при температурах 940 и 820 ° соответственно. Соединения СеСu, СеСu4 и СеСu5 образуются по перитектическим реакциям.
2.3. Фазовые превращения диаграммы Pb-u и линии ликвидуса и солидуса.
Фазовый состав в двухфазных областях (определяется по правилу отрезков ) записывается непосредственно на диаграмме . Линия ликвидуса обозначена пунктиром , солидуса – точками . Выше линии ликвидуса сплавы находятся в жидком состоянии , образуя жидкий раствор . При достижении линии солидуса с нагревом начинается процесс плавления и заканчивается на ликвидусе . При охлаждении от температуры ликвидуса начинается кристаллизация сплавов , которая заканчивается на линии солидуса . Между линиями ликвидуса и солидуса сплавы находятся в полужидком состоянии .
2.3.1 Нонвариантные превращения.
На диаграмме состояния имеется 6 нонвариантных трехфазных превращения.
Перитектические:
1) L + CeCu2 = CeCu (515 Cº)
2) L + CeCu5 = CeCu4 (780 Cº)
3) L + CeCu6 = CeCu5 (798 Cº)
Эвтектические:
4) L = (Ce) + CeCu (415 Cº)
5) L = CeCu2 + CeCu4 (755 Cº)
6) L = (Cu) + CeCu6 (875 Cº)
2.3.2 Моновариантные превращения
При охлаждении на линии ликвидуса из жидкой фазы начинает кристаллизоваться новая ( твердая ) фаза (определяется путем проведения изотермы в двухфазной области от точки пересечения до ближайшей линии на диаграмме ):
По линии:
cd |
de |
ef |
ij |
L1(0%U)→Pb3U(25%U) |
L1(25%U)→Pb3U(28%U) |
L1(28%U)→PbU(47%U) |
L1(97%U)→PbU(50%U) |
Температурный интервал кристаллизации находится между ликвидусом и солидусом системы и зависит от состава сплава . Исключение составляют составы эвтектических точек и состав фаз Pb3U+PbU и PbU+(γU), в которых сплавы кристаллизуются при постоянной температуре 1210 и 1125 0С соответственно.
На линиях kl и lm при охлаждении начинается полиморфное превращение (γU) → (βU) и (βU) → (αU). На линиях jk, kl , lm происходит частичный распад твердых растворов (αU), (βU), (γU) с выделением фазы PbU. Реакции этих фазовых превращений запишутся в виде
jk |
kl |
lm |
Т = 1125-765 (γU)(100%U) → (PbU)(100%U) |
Т = 765-645 (βU)(100%U) → (PbU)(100%U) |
Т = 645-0 (αU)(100%U) → (PbU)(100%U) |