Сплавів свинець – сурма
Лінію АСВ, по якій рідкий сплав при охолодженні починає кристалізуватись (твердіти), називають лінією ліквідусу (ліквідус - рідина). Лінію DCE, по якій закінчується кристалізація сплаву, називають лінією солідус (солідус - твердий).
Сплав з концентрацією компонентів: Sb = 13%, Pb = 87% називається евтектичним (від грецького - легкоплавкий). Евтектичними називаються сплави, для яких характерно:
1. Початок і кінець кристалізації відбуваються при одній і тій же температурі (точки ліквідус та солідус співпадають);
2. Найменша температура плавлення серед сплавів даної системи;
3. Структура таких сплавів є механічна суміш компонентів ( в даному випадку свинцю та сурми).
Сплави, які мають концентрацію сурми менше, ніж евтектичний (менше 13%) і розміщені на діаграмі лівіше точки С називаються доевтектичними.
Сплави, що мають концентрацію сурми більше евтектичного і розміщені правіше точки С на діаграмі, називаються заевтектичними.
З діаграми видно, що доевтектичні сплави мають температури кристалізації (або плавлення) по лінії АС; заевтектичні - по лінії СВ. Кінець кристалізації всіх сплавів закінчується утворенням евтектики (лінія DCE).
Сплави різної концентрації мають різну структуру, отже і різні властивості. Вище лінії АСB сплави будуть рідкими. На ділянці АСD буде рідкий сплав з кристалами свинцю, на ділянці СВЕ буде рідкий сплав з кристалами сурми. Нижче лінії DCE буде твердий сплав.
По лінії СС1 - евтектичний сплав, на ділянці DСС1D1 - сплав складається з кристалів евтектики і кристалів свинцю, це сплав доевтектичний. На ділянці СЕЕ1С1 - заевтектичний сплав, він складається з кристалів евтектики і кристалів сурми.
Діаграма стану сплаву свинець – сурма являється діаграмою першого роду .
За діаграмою стану першого роду кристалізуються сплави, компоненти яких в рідкому стані необмежено розчиняються один в одному, а в твердому стані зовсім не розчиняються і утворюють механічну суміш компонентів.
За діаграмою стану першого роду кристалізуються такі сплави як: олово -цинк, свинець-сурма та інші.
Правило відрізків
В процесі кристалізації змінюється і концентрація компонентів в фазах, і кількість кожної фази сплаву {при кристалізації кількість твердої фази збільшується, а рідкої зменшується).
Фазою називається хімічно однорідна частина сплаву, відокремлена від інших його частин поверхнею розділу (границею). Фазами в сплавах можуть бути хімічні елементи, хімічні сполуки, рідкі та тверді розчини.
В будь-якій точці діаграми, коли в сплаві одночасно існують дві фази, можна визначити кількість обох фаз і їх концентрацію. Для цього служить правило відрізків, або правило важеля.
Правило відрізків (правило важеля) застосовують для визначення:
1. Концентрації компонентів в фазах;
2. Кількості (ваги) фаз сплаву в будь-якій точці діаграми.
Використаємо правило відрізків для аналізу стану сплаву в точці b (рис. 3.2). Проведемо горизонтальну лінію (коноду) через точку b до перетину з лініями діаграми. Одержимо лінію ас. Точка b ділить лінію ас на відрізки аb і bс.
Для визначення концентрації компонентів в фазах необхідно з точок перетину коноди з лініями діаграми опустити перпендикуляри на вісь концентрацій (вісь абсцис) діаграми стану (рис. 3.2).
Наприклад, в точці b (рис. 3.2) сплав складається з кристалів сурми і рідини. Опустивши перпендикуляр з точки а на вісь концентрацій, визначимо концентрацію компонентів в рідині. Вона становить 48% Pb та 52% Sb. Опустивши перпендикуляр з точки с на вісь абсцис, побачимо, що тверда фаза в даній точці складається з кристалів сурми (100% Sb).
Згідно з правилом відрізків, кількість (вага), наприклад, твердої фази - кристалів сурми, в даній точці діаграми, так відноситься до кількості всього сплаву, як довжина відрізка, що прилягає до лінії ліквідус аb, відноситься до повної довжини лінії ас.
звідки:
