2.10. Анализ фазовых превращений в сплавах

Для определения температур начала кристаллизации, конца кристаллизации и начала выделения вторичных кристаллов, и составов фаз участвующих в соответствующих реакциях проведем через фигуративные точки сплавов изотермы на проекциях ликвидуса, солидуса и сольвуса (рис.8,9,10) до пересечения с граничными двойными системами. На соответствующих граничных системах определим концентрации, при которых изотерма пересекает эти системы, и по этой концентрации на диаграммах состояния двойных систем определим искомые температуры (как показано на рис.6, 7). Для определения температур начала и конца трехфазных реакций и составов фаз, участвующих в этих реакциях построим на проекциях соответствующих трехфазных объемов все конодные треугольники, проходящие через фигуративные точки сплавов (рис.13). Соответствующие температуры и составы фаз определяются по расположению вершин конодных треугольников на моновариантных линиях. Для анализа фазовых превращений в сплавах построим изотермические разрезы при всех критических температурах определив их, как указано выше.

На изотермических разрезах, в которых сплав попадает на изотерму соответствующую началу или концу двухфазной реакции, для определения составов фаз участвующих в этой реакции необходимо провести коноды, одна из которых должна проходить через фигуративную точку сплава. Концы этой коноды будут соответствовать составам фаз. На изотермических разрезах, в которых сплав попадает на одну из сторон конодного треугольника составы фаз, участвующих в данной трехфазной реакции определяются по вершинам конодного треугольника.

2.10.1. Анализ фазовых превращений в сплаве 1

Кривые охлаждения сплавов 1 и 2 представлены на рис. 14.

1) До температуры 900⁰С жидкость охлаждается. Для определения температуры начала кристаллизации проводим изотерму через фигуративную точку сплава 1 на проекции поверхности ликвидуса (рис. 14). Изотерма пересекается с граничными двойными системами C-A и B-C. Определяем концентрацию в соответствующих двойных системах. В системе C-A точка с концентрацией 38%C, в системе B-C точка с концентрацией 65%C. Переносим полученные точки на двойные системы. Проводим через них изотермы до пересечения с осями температур. В системе С-A точке с концентрацией 56%C соответствует температура 900⁰С. В системе B-C точке с концентрацией 61%C соответствует температура 900⁰С. Следовательно, температурой начала кристаллизации является температура 900⁰С.

Изотермический разрез при температуре 900⁰С изображён на рис. 15.

2) Фигуративная точка сплава 1 при температуре 900⁰С находится в области проекции поверхности ликвидуса фазы. Жидкость становиться насыщенной и из неё начинают выделяться первичные кристаллы . Первичная кристаллизация завершается при температуре 590⁰С.

С этого момента фаза начинает оxлаждаться.

Изотермический разрез при температуре 590⁰С изображён на рис. 16.

Для определения температуры завершения охлаждения фаза и начала выделения α^" реакции необходимо воспользоваться проекцией сольвуса (рис.10). Проводим изотерму через фигуративную точку сплава 1 на проекции поверхности сольвуса (рис. 8). Изотерма пересекается с граничной двойной системой B-C. Определяем концентрацию этой системе. В системе B-C точка с концентрацией 71%C. Переносим полученную точки на двойную систему. Проводим через нее изотерму до пересечения с осью температур. В системе B-C точке с концентрацией 71%C соответствует температура 300⁰С. Следовательно, температурой начала кристаллизации является температура 300⁰С.

Изотермический разрез при температуре 300⁰С изображён на рис. 17.

Для определения температуры конца выделения кристаллов воспользуемся проекцией трехфазного объема (рис.14), так как моновариантные линии этого объема разградуированны через каждые 100⁰C, найдем в какой промежутки лежит фигуративная тока сплава I. Она лежит при температуре 110⁰C.

Структура сплава при комнатной температуре:

Фазы:

Количества фаз при комнатной температуре определяются по треугольнику , который лежит в плоскости концентрационного треугольника, с помощью правила весового центра тяжести.