Здавалка
Главная | Обратная связь

Анализ нетрадиционных элементов диаграмм состояния



 

На диаграммах состояний иногда встречается такое сочетание линий (рис. 14), когда линии аб и вб сходятся в одной точке б на вертикали DB.

Рис. 14. Часть диаграммы состояния, характеризующая затвердевание компонента В на горизонтальной линии.

 

При таком сочетании линий аб и вб на линии вб будет происходить затвердевание компонента В. При этом на линии вб будут одновременно находиться три фазы: кристаллы компонента А, кристаллы компонента В и жидкое В. Эвтектики в таких сплавах не будет.

На рисунке 15 изображена диаграмма состояния сплавов, в которой при охлаждении сначала затвердевает компонент А, а потом компонент В.

Рис. 15. Диаграмма состояния, компоненты которой не растворяются друг в друге и не образуют механических смесей.

 

Так, при охлаждении сплава концентрации точки 1, в нем будут происходить следующие превращения:

интервал температур 1 – 2 – охлаждение жидкого сплава

----------*****--------- 2 – 3 – выделение кристаллов А

----------*****--------- 3 – 4 – охлаждение кристаллов А и жидкого В. В точке 4 затвердевание В. На линии вг три фазы: кристаллы А, кристаллы В и жидкое В.

----------*****--------- 4 – 5 – охлаждение твердого сплава.

При дальнейшем температуры точки б может получиться диаграмма, приведенная на рисунке 16, с полным отсутствием растворимости в жидком и твердом состояниях.

Рис. 16. Диаграмма состояния сплава с полным отсутствием растворимости в жидком и твердом состояниях.

 

На рисунке 17 приведена часть диаграммы состояния сплавов Zr – Fe, позаимствонная из литературных источников. Особенностью ее является то, что на горизонтальной линии оказались четыре фазы (α + α1 + кристаллы Fe + жидкость), чего быть не может.

Рис. 17. Диаграмма состояния Zr – Fe, с имеющейся в ней ошибкой.

 

Эта диаграмма должна иметь иной вид (рис. 18).

Рис. 18. Справленная диаграмма состояния Zr – Fe.

 

Линия аг (рис. 17) разделена на две линии – mn и аб (рис. 18). На этих линиях в сплавах находятся по три фазы.

На рисунке 19 представлена диаграмма с перитектическим превращением на линии mn. Это превращение состоит в следующем: при нагреве неустойчивое химическое соединение С распадается на жидкий сплав состава m и кристаллы В.

Рис. 19. Диаграмма состояния с перитектическим превращением на линии m – n.

 

На рисунке 20 изображена диаграмма, на первый взгляд аналогичная диаграмме, изображенной на рисунке 19. Однако аналогия только кажущаяся, поскольку химическое соединение С в этом случае является устойчивым, и на линии mn не будет происходить перитектической реакции.

 

Рис. 20. Диаграмма состояния, в которой отсутствует перитектическое превращение.

 

Так, при охлаждении сплава I от точки 1 до точки 2 будут выделяться кристаллы В. В точке 2 из жидкого сплава состава m, соответствующего составу химического соединения С, будут выделяться кристаллы химического соединения С. В точке 2 – три фазы: жидкость состава m, кристаллы В и кристаллы химического соединения С. Таким образом, на линии mn при охлаждении выделяются только кристаллы химического соединения, а при нагревании происходит плавление кристаллов химического соединения, а не распад его на две фазы, как это было на линии mn в диаграмме на рисунке 19. Из выше изложенного следует, что диаграмма, изображенная на рисунке 20, представляет диаграмму состояния сплавов с устойчивым химическим соединением С. Если же точка m хоть немного будет смещена вправо, то химическое соединение С станет неустойчивым.

На рисунке 21 изображена диаграмма с двумя вертикальными линиями, идущими от максимума на кривой ликвидуса. Такое изображение линий неправильное.

Рис. 21. Диаграмма состояния сплавов, образующих химическое соединение, при наличии двух вертикальных линий.

 

Можно полагать, что указанные линии должны иметь следующий вид (рис. 22).

а б

Рис. 22. Возможные разновидности соединения двойных линий на диаграммах состояния химических соединений.

 

В однофазной области I (рис. 22, а) будет находиться твердый раствор В и химическое соединение. В области II (рис. 22, б) левее максимума будет находиться твердый раствор А в С, правее максимума – твердый раствор В в С. На вертикали, проведенной через максимум, будет находиться химическое соединение С.

На рисунке 23 изображены диаграммы состояния сплавов, в которых образуются неустойчивые химические соединения С.

а б

Рис. 23. Диаграммы состояния сплавов с неустойчивым химическим соединением.

 

В области I (рис. 23, а) находится фаза, представляющая собой твердый раствор А в С; в области II (рис. 23, б) – твердый раствор В в С. На перитектической линии (рис. 23, б) три фазы: химическое соединение С, жидкий раствор состава m и твердый раствор β состава n.

Каждая линия диаграммы состояния имеет вполне определенное значение. На каждой наклонной линии диаграммы происходит или начало, или окончание какого-то превращения. На горизонтальных линиях происходят начало и окончание какого-то процесса.

Рис. 24. Диаграмма состояния сплавов, аналогичная диаграмме Fe – С.

 

На линии де (рис. 24) при нагреве заканчивается растворение компонента В в α-твердом растворе; на линии зжи – начало и окончание превращение эвтектоида в β-твердый раствор; линия гз – начало α → β-превращения; линия ад – начало плавление кристаллов β-твердого раствора и т. д.

Диаграмма состояния позволяет определять количество фаз в каждой ее точке, В качестве примера на рисунке 25 определены фазовые составляющие на различных участках диаграммы.

Рис. 25. К определению фазового состава.

 

В точке 1 (рис. 25) одновременно существуют две фазы: кристаллы А1 и А. В этой точке происходит полиморфное превращение (при охлаждении) компонента А в А1. В точке 2 также две фазы: жидкость состава компонента А и кристаллы компонента А. В точке 3 две фазы: кристаллы компонента В и жидкость состава В. В точке 4 одна фаза: кристаллы компонента В. В точке 5 одна фаза: кристаллы компонента В. В точках 6 и 7 три фазы: кристаллы компонента В, β-твердый раствор состава n, α-твердый раствор состава m. В точке 8 одна фаза: α-твердый раствор состава к. В точке 9 одна фаза: β-твердый раствор состава с. В точке 10 одна фаза: β-твердый раствор состава n.

 

 







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.