Лекция №15 Системы с тремя компонентами.

Современная промышленность не ограничивается применением сплавов из двух компонентов. В большинстве лучаев практически применяемые сплавы состоят из многих компонентов. Диаграммы состояний из 3-х компонентов изображают в пространстве. При этом одна ось показывает содержание одного компонента, другая другого, а третья ось (вертикальная) – температурная.

Не вертикальные линии наносят точки фазовых превращений. Изучив достаточное количество сплавов, точки одинаковых превращений можно объединить в поверхности. Таким образом, пространственная модель диаграммы состоит из различных поверхностей, между которыми заключены объемы одинаковых фазовых состояний. На диаграмме, следовательно, будет пространственная область, соответствующая жидкому состоянию, которая от области равновесия жидкого состояния с кристаллами отделяется поверхностью ликвидус. Область существования жидкости и кристаллических фаз отделяется от области существования одного только кристаллического вещества поверхностью солидус и т. д. по аналогии с диаграммами для двухкомпонентных сплавов.

Однако если использовать прямоугольную систему координат, концентрации сплавов A – C и A – B будут изображены в одном масштабе. А вот сплавы B – C в другом, так как она будет отложена на гипотенузе равнобедренного прямоугольного треугольника. Поэтому обычно используют косоугольную систему координат в виде равностороннего треугольника с углом 60⁰.

Вершинам треугольника соответствуют чистые компоненты, стороны двойным сплавам, а внутри треугольника находятся точки, соответствующие тройным сплавам (например, точка о). В каждом тройном сплаве сумма концентраций А%+В%+С%=100%. Если через точку Э “О” провести линии, Параллельные сторонам треугольника, то из элементарных построений видно, что a+b+c=AB=BC=AC. Очевидно, что a’, b’, c’ равны соответствующим отрезкам a,b,c и показывают состав сплава.

На рисунке изображена диаграмма тройного сплава, компоненты которого не взаимодействуют в твердом состоянии, но растворимы в жидком. Жидкими изображены линии кристаллизации двойных эвтектик. Для изучения диаграмм таких сплавов используются

“разрезы”, которые строят либо при постоянной температуре, либо при постоянной концентрации одного из компонентов.

На рисунке дан не разрез, а развертка диаграмм состояний, на которой хорошо видны линии кристаллизации двойных эвтектик и точка Е, принадлежащая кристаллизации тройной эвтектики. Конечно, в отрезках двойных эвтектик не будет тройных эвтектик. В сплавах, лежащих на линиях двойных эвтектик (ЕЕ₁, ЕЕ₂, ЕЕ₃) не будет чистых компонентов. Их кристаллизация начнется сразу с выделения двойной эвтектики. В сплавах лежащих на пунктирных прямых ЕА, ЕС и ЕВ не будет двойных эвтектик – в них сразу после выделения чистого компонента жидкость примет концентрацию точки Е и тогда начнется кристаллизация тройной эвтектики. В данной системе это самый легкоплавкий сплав.