15) Методика построения диаграмм состояния сплавов.

для построения диаграммы состояние пользуются термическим методом, т. е. строят кривые охлаждения, и по остановкам и перегибам на кривой охлаждения, вызванным тепловым эффектом фазовых превращений, определяют температуры превращения (критические точки).На рис. 5 приведены кривые охлаждения сплавов свинец — сурьма при различном составе. Горизонтальные площадки и точки перегиба соответствуют критическим точкам.Имея достаточное количество сплавов с различным соотношением количества свинца и сурьмы и определив в каждом сплава температуры превращения (критические точки), можно построить диаграмму состояния. На рис. 5 приведена диаграмма состояния для сплава свинец — сурьма, составленная на основе данных кривых охлаждения. Геометрическое место точек начала кристализации кривых 1 — 6 образует линию ликвидуса АСВ, а определяющих полное затвердевание сплавов — линию солидуса DСЕ.Оба компонента в жидком состоянии неограниченно растворимы, а в твердом состоянии обладают полной нерастворимостью и не образуют химических соединений друг с другом.На линии АС диаграммы (рис. 5) жидкие сплавы начинают выделять при охлаждении кристаллы Рв, а на линии СВ — кристаллы Sb. В точке С из жидкого сплава, содержащего Sb и Рb в соотношении 13 и 87%, выделяются одновременно кристаллы Рb и Sb, образуя структуру механической смеси, называемую эвтектикой. Одновременное выделение обеих фаз приводит к тому, что эвтектический сплав затвердевает при постоянной температуре, т. е. аналогично чистым металлам (см. кривые 1, 4 и 6 на рис. 5).

Рис. 5. Диаграмма состояния сплава свинец — сурьма, построенная по кривым охлаждения.

Сплавы с иным соотношением Sb и Рb затвердевают в интервале температур между линиями АСВ иДСЕ. В них сначала выделяется или Рb (если сурьмы меньше 13%), или Sb (если сурьмы больше 113%) и лишь затем при эвтектической температуре (246°) происходит превращение оставшейся жидкости в эвтектику.Сплавы металлов имеют различные виды диаграмм состояния. Так, при дальнейшем охлаждении некоторые твердые растворы претерпевают процессы кристаллизации в твердом состоянии «процессы вторичной кристаллизации, например, эвтектическое превращение твердого раствора, названное эвтектоидным). В этом случае диаграмма состояния приобретает более сложный вид (рис. 6).

16) Типы диаграмм состояния сплавов.

Кривые охлаждения металлов и сплавов

 Диаграмма состояния двойных сплавов 1 типа В – эвтектических сплавов

Диаграмма состояния двойных сплавов II типа

Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью в твердом состоянии – третьего типа – характеризует сплавы, у которых оба компонента неограниченно растворимы в жидком состоянии, ограниченно – в твердом, образуют при кристаллизации эвтектику . Сюда относятся системы А1 – Сu, Fe – С, Mg – Al, Mg – Zn и др.

Диаграмма состояния двойных сплавов III типа

Диаграмма состояния с устойчивым химическим соединением – четвертого типа – характеризует сплавы, компоненты которых неограниченно растворимы в жидком состоянии, нерастворимы в твердом и образуют устойчивое химическое соединение (рис. 14). К таким системам относятся сплавы Mg – Сu и др. Линия – линия ликвидус. Эта диаграмма как бы составлена из двух диаграмм первого типа. Химическому соединению KnFm соответствует точка С. На диаграмме эвтектический сплав, соответствующий точке EI, представляет собой механическую смесь кристаллов К и химического соединения KnFm, а эвтектический сплав E2 – смесь кристаллов F и химического соединения KnFm.

Фазовый состав диаграммы может быть определен по аналогии с диаграммой первого типа.

Диаграмма состояния двойных сплавов IV типа