§12. Зв'язок між діаграмами стану,

будовою й властивостями сплавів.

М

іж властивостями й структурою сплаву, обумовленої типом діаграми стану , як показав Н. С. Курнаков, існує певна залежність.

A_n B_m

При утворенні эвтектики властивості змінюються по прямої лінії. Для эвтектических сплавів спостерігається підвищення твердості.

При утворенні безперервного ряду твердих розчинів властивості змінюються по криволінійній залежності. Утворення твердих розчинів завжди супроводжується значним збільшенням электросопротивления й зменшенням температурного коефіцієнта электросопротивления.

У сплавах з обмеженою розчинністю властивості при концентраціях, що відповідають однофазному твердому розчину, змінюються по криволінійній залежності, а двофазної області – по прямій. Крайні крапки на прямій є властивостями гранично насичених твердих розчинів.

При утворенні механічної суміші, наприклад фаз, деякі властивості () являютьсобою середні із властивостей фаз, що утворять суміш.

При концентрації, що відповідає хімічній сполуці, відзначається характерний перелом на кривій властивостей. Це пояснюється тим, що хімічні сполуки мають індивідуальні властивості, що звичайно різко відрізняються від властивостей утворюючих їхніх компонентів.

А. А. Бочвар показав, що існує певний зв'язок між діаграмою стану й ливарних властивостей.

Сплави зі структурою твердих розчинів мають низькі ливарні властивості (погана жидкотекучесть, схильні до утворення неуважної пористості й тріщинам). Для одержання високих ливарних властивостей концентрація компонентів у ливарних сплавах повинна перевищувати їхню максимальну розчинність у твердому стані й наближатися до эвтектическому сполуки (обмежені тверді розчини).

Сплави зі структурою твердих розчинів пластичні, тому добре піддаються обробці тиском – прокочуються, куються, пресуються, але погано піддаються різанню.

Эвтектические сплави володіють гарної жидкотекучестью, усадка в них проявляється у вигляді концентрованої раковини.

Пластичність сильно знижується з появою в структурі эвтектики, тому в деформируемых сплавах максимальна розчинність при эвтектической температурі є верхньою межею змісту компонентів.

§13. Поняття про діаграми стану

потрійних сплавів.

Діаграма стану потрійних сплавів має вигляд тригранної призми. Підставою призми служить рівносторонній трикутник, що вказує концентрацію компонентів. Цей трикутник наз. концентраційним.

Компоненти, що утворять сплав, указують у вершинах трикутника, подвійні сплави - на сторонах трикутника, а потрійні сплави - крапками усередині трикутника.

Для визначення сполуки потрійного сплаву використають властивості рівностороннього трикутника: якщо через будь-яку крапку усередині трикутника, напр. М, провести прямі, паралельні сторонам, то сума відрізків а, в, з, відсічених на сторонах, дорівнює стороні трикутника: а+в+з=АВ=ВР=СА.

За 100% один з компонентів приймають сторону трикутника. Для визначення сполуки сплаву, що відповідає т. М, користуються відрізками Mh, Mk, Md, рівними відповідно відрізкам а, в, с. Концентрації відраховують по годинній стрілці. Тоді відрізок а відповідає змісту компонента А, відрізок в – В, з – С. Температури відкладають по висоті призми. У зв'язку із цим для вказівки фаз і структури потрійного сплаву залежно від концентрації й температури необхідно просторове зображення відповідної діаграми. Для одержання діаграм стану потрійних сплавів спочатку будують (як і для подвійних сплавів) криві охолодження в координатах температура - час. Ці сплави відзначають крапками в концентраційному трикутнику; з них відновлюють перпендикуляри, на яких при відповідних температурах відкладають критичні крапки. Через ці крапки проводять поверхні (замість ліній на діаграмі подвійних сплавів).

Загальний вид потрійних діаграм стану визначається характером подвійних систем, що утворять їхні бічні грані й компонентів, що характеризують взаємодію, у різній їхній комбінації.

Потрійна діаграма стану з необмеженою розчинністю компонентів у рідкому й твердому станах.

Початок кристалізації потрійних сплавів відповідає температурам, що лежать на поверхні ліквідусу. Закінчення кристалізації потрійних -твердих розчинів відповідає температурам, що утворятьповерхня солідуса.

Вище поверхні ліквідус сплави перебувають у рідкому стані. В інтервалі температур між поверхнею ліквідус і солідус буде двофазний стан . При температурах нижче поверхні солідус буде тільки потрійний твердий розчин.

В інтервалі температур число ступенівволі З=3 - 2+1=2.

Отже, у двофазній області потрійної системи (між поверхнями ліквідус і солідус) можна одночасно міняти температуру й сполуку однієї з фаз (-твердого розчину або рідини), неміняючи числа фаз у системі.

По цьому ж принципі можна побудувати інші типи потрійних діаграм.