 |
|
Анализ диаграмм состояния
В большинстве реальных сплавов их компоненты полностью растворяются друг в друге в жидком состоянии, поэтому при температуре сплава, превышающей линию ликвидуса, сплав является однофазным.
В твердом состоянии компоненты сплава могут полностью или ограниченно растворяться друг в друге, а также быть совсем нерастворимыми. Диаграмма состояния сплава, компоненты которого неограниченно растворяются друг в друге, имеет следующий вид (рис. 1).
Рис. 1. Диаграмма состояния сплава, компоненты которого неограниченно растворяются друг в друге.
Ограниченная растворимость в твердом состоянии может быть у обоих компонентов, то есть А в В и В в А (рис.2) или только одного компонента в другом (рис. 3).
Рис. 2. Диаграмма состояния сплава, компоненты которого ограниченно растворимы друг в друге.
Рис. 3. Диаграмма состояния сплава, в котором компонент В растворяется в компоненте А, а А в В не растворяется совсем.
Растворимость компонентов друг в друге с понижением температуры может не изменяться (рис. 3), о чем свидетельствует вертикальная линия m n. Если же линия m n является наклонной, то растворимость В в А будет уменьшаться при понижении температуры сплава (рис. 4).
Рис. 4. Диаграмма состояния сплава, в котором компонент В растворяется в компоненте А, а А в В не растворяется, причем растворимость В в А будет уменьшаться при понижении температуры сплава.
Растворимость в твердом состоянии с понижением температуры сплава может как уменьшаться (рис. 4), так и увеличиваться (рис.5).
Рис. 5. Диаграмма состояния сплава, в котором растворимость компонента В в А увеличивается при понижении температуры.
На рисунке 6 представлена диаграмма, внешне напоминающая диаграмму рисунка 5. Однако при этом продолжение линии nm вверх (линия mк) должно обязательно попасть в двухфазную область ECD. Если продолжение линии nm (линия mк) не попадает в область ECD (рис. 6), значит, диаграмма построена неправильно.
Рис. 6. Пример неправильного построения диаграммы.
Продолжение линии СЕ вниз также показывает на правильное (рис. 5) или неправильное (рис.6) построение диаграммы.
Растворимость компонентов в твердом состоянии с понижением температуры может изменяться по разному. Так, на рисунке 4 приведен пример монотонного изменения растворимости, а на рисунке 7 приведен пример, когда растворимость сначала уменьшается до точки а, а потом остается постоянной.
Рис. 7. Диаграмма состояния, имеющая немонотонный характер изменения растворимости.
При затвердевании сплавов образуются не только твердые растворы, но и другие соединения: механические смеси, химические соединения. При этом на диаграммах состояния твердых растворов ограниченной растворимости, химических соединений, механических смесей имеются горизонтальные линии, свидетельствующие о наличии эвтектик, эвтектоидов, перитектик, перитектоидов. Так, на рисунке 8 представлена диаграмма состояния, отражающая эвтектическое (точка С) и эвтектоидное (точка D) превращение.
Рис. 8. Диаграмма состояния эвтектикой и эвтектоидом.
На рисунке 9 представлена диаграмма состояния неустойчивого химического соединения, имеющая как эвтектическое (точка С), так и перитектическое (линия DF) превращения.
Рис. 9. Диаграмма состояния эвтектикой и перитектикой.
Диаграмма состояния, характерная для устойчивого химического соединения, приведена на рисунке 10.
Рис. 10 Диаграмма состояния устойчивого химического соединения.
Если компоненты сплава претерпевают аллотропические превращения, то диаграмма состояния имеет более сложный вид (рис. 8 и рис. 11).
Рис. 11. Диаграмма состояния сплава, компоненты которого обладают полиморфизмом.