- •Материаловедение и технология конструкционных материалов
- •Часть 2
- •2.1. Понятие о диаграммах состояния
- •2.2. Сплавы с отсутствием растворимости в твердом состоянии (дс I типа)
- •2.2.1. Условия получения дс I типа
- •2.2.2. Вид дс и смысл линий
- •2.2.3. Области диаграммы состояния
- •2.2.4. Кристаллизация различных сплавов в системе
- •1) Сплавы, содержащие 0…13% Sb
- •2) Сплавы, содержащие больше 13% Sb
- •3) Сплав, содержащий 13% Sb
- •2.2.5 Структуры, получаемые в системе
- •2.2. Сплавы с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии
- •2.2.1. Области диаграммы состояния
- •2.2.2. Кристаллизация сплавов в равновесных условиях
- •2.2.3. Кристаллизация сплавов в неравновесных (реальных) условиях
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Результаты работы
- •5. Охрана труда
- •Контрольные вопросы а. По системе с отсутствием растворимости в твердом состоянии (Pb-Sb)
- •В. По системе с неограниченной растворимостью (Cu-Ni)
- •2.1.5. Кристаллизация сплавов разных концентраций кремния
- •2.1.6.Структуры, получаемые в системе
- •2.1.7. Морфология вторичных кристаллов
- •2.1.8. Строение эвтектики
- •2.1.9. Влияние модифицирования на структуру силумина
- •2.2. Сплавы с ограниченной растворимостью и перитектическим превращением
- •2.1.2. Вид диаграммы состояния олово-сурьма и ее анализ
- •2.1.3. Характеристика диаграммы состояния
- •2.1.4. Области на диаграмме состояния
- •2.1.5. Смысл линий и характерные точки
- •2.1.6. Сущность перитектического превращения и его продукт
- •2.1.7. Кристаллизация разных сплавов в системе
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Охрана труда
- •Контрольные вопросы Список литературы
2.2. Сплавы с отсутствием растворимости в твердом состоянии (дс I типа)
2.2.1. Условия получения дс I типа
Диаграммы состояния I типа характерны для компонентов, неограниченно растворимых (в любых соотношениях) в жидком состоянии и совершенно нерастворимых в твердом состоянии (имеют разные типы кристаллической решетки ил решетки одинаковые, но резко отличаются друг от друга по своим параметрам). Пример: диаграмма состояния сплавов системы Pb (свинец) – Sb (сурьма).
2.2.2. Вид дс и смысл линий
Рис.1. Диаграмма состояния свинец (Pb) –сурьма (Sb) и кривые охлаждения
1) АСВ - линия ликвидус, геометрическое место точек температур начала кристаллизации и предельное насыщение жидкой фазы (% Pb или Sb в жидкости).
2) DСЕ - линия солидус (температуры конца кристаллизации и предельных концентраций компонентов в твердом растворе), так как вещества в твердом состоянии нерастворимы, то в этой системе в качестве фаз существуют только чистые металлы – Pb и Sb: точки D и E. DCE является также линией эвтектического превращения.
2.2.3. Области диаграммы состояния
Линии на диаграмме состояния выделяют области одинакового фазового состава. Выше АСВ находится область ненасыщенного жидкого раствора одного компонента в другом – L. Область АСD содержит L+PbI , CBE – L+SbI.
2.2.4. Кристаллизация различных сплавов в системе
Кристаллизация сплавов с различным содержанием Sb и фазовые превращения, происходящие в системе, приведены в табл. 1. Кривые охлаждения сплавов, построенные с учетом правила фаз и масштабного треугольника изображены (рис.1).
При построении кривых охлаждения необходимо учитывать темп кристаллизации, который характеризует интенсивность увеличения в сплаве количества выделившейся фазы при понижении температуры. Численно он равен количеству выделившейся фазы на середине интервала кристаллизации. Если это количество составляет больше 50%, то темп кристаллизации высокий (на кривой охлаждения появляется выгиб), если меньше 50% - низкий (на кривой - прогиб).
Таблица 1. Фазовые превращения в системе
№ сплава |
Состав сплава |
Температура кристаллизации, t |
Число степеней свободы с=k-f+1 |
Фазовый переход |
Темп кристаллизации |
1 |
100% Pb |
327°C |
c=1-2+1=0 |
L→Pb |
– |
2 |
5%Sb+95%Pb |
t>t1 t1-t2 tэвт=245°C t2-t3 |
c=2-1+1=2 c=2-2+1=1 c=2-3+1+0 c=2-2+1=1 |
охлаждение L1-CPbI LCэвк(Pb+Sb) охлаждение |
– bc/ac<50% – – |
3 |
13%Sb+87%Pb |
t >245°C
tэ=245°C t<245°C |
c=2-1+1+2
c=2-3+1=0 c=2-2+1=1 |
охлаждение LCэвк(Pb+Sb) охлаждение |
– – – |
4 |
40%Sb+60%Pb |
t> t1 t1-t2 tэвт=245°C t<245°C |
c=2 c=2-2+1=1 C=0 C=1 |
охлаждение L1-CSbI LCэвт(Pb+Sb) охлаждение |
– ab/ac<50% – – |