Основные положения

Основные положения

По сравнению с чистыми металлами сплавы обладают лучшими механическими и технологическими свойствами. Сплавы в основном получают сплавлением различных металлов или металлов с металло­идами. Однородный жидкий раствор при кристаллизации образует следующие типы сплавов: механические смеси, химические соедине­ния, твердые растворы и промежуточные фазы.

В теории сплавов широко применяют такие понятия как компо­нент и фаза. Дадим определение этим понятиям. Компонентами назы­ваются химические элементы или их устойчивые соединения, наи­меньшее число которых достаточно для образования всех фаз систе­мы. Фаза - это структурно-однородная часть системы, отделенная от других частей поверхностью раздела, при переходе через кото­рую резко изменяются свойства.

Сплавы могут быть однофазными (гомогенными) и многофазными (гетерогенными), Диаграммы состояния являются теоретической ос­новой создания сплавов и показывают графически фазовое и структурное состояние сплавов в зависимости от температуры и концент­рации. Диаграммы, описывающие переход из жидкого состояния в твердое, называются первичными. Диаграммы, отображающие перекрис­таллизацию в твердом состоянии (переменная растворимость, поли­морфное превращение), называются вторичными. Диаграммы состояния обычно строят экспериментально. Однако в настоящее время разрабо­таны методы их расчета по термодинамическим функциям с применени­ем ЭВМ.

При построении диаграмм состояния по оси ординат откладыва­ется температура, по оси абсцисс - концентрация компонентов (рис. I). Левая крайняя вертикаль соответствует 100%-ному содержанию компонента А (0$ В), а правая - 100$-ному содержанию ком­понента В (0$ А). Процентное содержание компонента В в сплавах возрастает слева направо, а компонента А, наоборот, справа на­лево. Например, сплав I имеет концентрацию 22% В и 78% А, сплавII – 50% В и 50$ А, сплав III – 78%В и 22% А (см. рис. I).

Для построения диаграммы состояния берут серию сплавов с различным содержанием компонентов. Для каждого сплава строят термограмму - (кривую охлаждения)с помощью метода термического анализа. Для этого исследуемые сплавы нагревают в печи до жид­кого состояния, а затем медленно охлаждают. По данным изменений температуры во времени строят кривые охлаждения. По перегибам на кривых, либо температурным остановкам (горизонтальным площадкам) определяются температуры фазовых превращений - критические точ­ки I, 2, ..Полученные значения критических точек перено­сят на вертикальные линии соответствующих сплавов на диаграмме температура - концентрация. Соединив точки начала и конца крис­таллизации, получают линии фазовых превращений - диаграмму сос­тояния. На рис. I показаны кривые охлаждения для чистых компонен­тов А и В, а также для сплавов I, II, III.

В данном случае компоненты близки по свойствам и неограни­ченно растворимы в жидком и твердом состоянии, образуя непрерыв­ный ряд твердых растворов. Образуется диаграмма состояния, имею­щая вид "чечевицы" или "двояковыпуклой линзы". Линия начала крис­таллизации (А' и В’) называется линией ликвидус (ликвидус - жид­кий). Выше этой линии сплавы находятся в жидком состоянии. Линия конца кристаллизации (В’ с а') называется линией солидус (солидус - твердый) В ниже ее сплавы находятся в твердом состоянии. Экспериментально построенные кривые охлаждения и диаграммы состояния проверяют по правилу фаз.

Правило фаз. Закон Гиббса

Равновесное фазовое состояние сплава при атмосферном дав­лении определяется температурой (внешним фактором) и концентра­цией (внутренним фактором системы).

Степень свободы системы - С - показывает число внешних и внутренних факторов - В, которые можно изменить без нарушения числа фаз, находящихся в равновесии. В общем случае число сте­пеней свободы зависит от числа компонентов - К, числа фаз - Ф и определяется выражением: С = К - Ф + В. Для каждого конкрет­ного сплава внутренний фактор - число компонентов К - величина постоянная, т. е. этот фактор в уравнении не учитывается. Остает­ся лишь внешний изменяющийся фактор - температура. Поэтому в данном случае В = I и уравнение приобретает вид С = К - Ф + I.

Для чистых компонентов А и В (см. рис. I) степень свободы при температуре кристаллизации равна нулю С = К – Ф + 1 = 1 – 2 + 1 = 0, и процесс кристаллизации должен проходить обя­зательно при постоянной температуре (горизонтальные площадки I - 2 и Это нонвариантная система.

В сплаве II в интервале температур 5-6 будут присутствовать две фазы (жидкая и твердый раствор ). Число степеней свободы С = К - Ф + 1 = 2 - 2 + 1 = 1. Это моновариантная сис­тема, т. е. кристаллизация сплава идет не при постоянной темпера­туре, а в условиях непрерывного охлаждения в интервале темпера­тур. На термограмме в точках 5 и 6 наблюдается перегиб кривой, а горизонтальная площадка отсутствует.

Правило отрезков для двухфазной области

Во - первых - это правило позволяет определить концентрации (химический состав) фаз исследуемого сплава при заданной темпе­ратуре. Для этого необходимо провести коноду (изотерму) до пе­ресечения с линиями диаграммы, ограничивающими данную двухфаз­ную область. Проекции точек пересечения на ось концентраций (ось абсцисс) показывают концентрацию фаз.

Например, для сплава II при температуре проведем коноду (см. рис, I). Точки пересечения конода обозначим .

Проекция точки а (т. ) покажет концентрацию жидкой фазы, т. е. в жидкости количество компонента В будет определяться от­резком А, компонента А - отрезком .

Проекция точки С (т. ) покажет концентрацию твердого раст­вора , т. е. в - твердом растворе содержится компонент В (отрезок АС’) и компонент А (отрезок C’В). Значит твердая фаза будет более богата компонентом В, чем жидкость. Та­кое распределение компонентов в фазах объясняется ах разной тем­пературой плавления. Компонент А будучи более легкоплавким, чем компонент В, сохранится в большем количестве в жидкости и в меньшем количестве войдет в кристаллы твердом раствора . Таким образом, в процессе кристаллизации сплава концентрация твердого раствора будет изменяться но лиши солидус, а кон­центрация жидкой фазы по линии ликвидус. Значит, состав кристал­лов будет при кристаллизации изменяться в сторону уменьшения со­держания более тугоплавкого металла. Химическая неоднородность по объему кристаллов носит название внутрикристаллитной ила дендритной ликвации. Она может быть устранена последующим нагре­вом сплава и его выдержкой при температуре, близкой к линии солидус. Заметим, что - сплавы всегда однофазны.

Это правило позволяет также определить количество (массу) фаз отношением противоположного отрезка ко всему отрезку - коноде. Так, если для сплава II (см. рис. I) отрезок (в милли­метрах) принять за общее количество – 100% (), то количество фаз в сплаве будет определяться соотношениями:

Таким образом, количество жидкой фазы пропорциональ­но отрезку bc, прилегающему к линии солидус, а количество твердой фазы – отрезку ab, прилегающему к линии ликвидус.

Диаграммы состояний с образованием механической смеси компонентов с эвтектикой

На рис. 2а показана диаграмма состояний сплавов, где ком­поненты полностью не растворяются в жидком состоянии и образуют смесь.

Сплав II является эвтектическим (наиболее легкоплавким). Он кристаллизуется при самой низкой температуре с одновремен­ным выделением кристаллов двух компонентов А и В, т. е. эв­тектика двухфазна. Так как кристаллизация происходит с большим переохлаждением жидкости, что обуславливает зарождение большого числа центров кристаллизации, то структура эвтектики характери­зуется мелкозернистостью.

Эвтектическое превращение сплава II протекает изотермически на участке 3 - 3' при постоянной концентрации фаз, так при крис­таллизации существует три фазы: компонент А, В и жидкость. Число степеней свободы С = К - Ф + 1 = 2 –= 0. Для эв­тектики характерно определенное количественное соотношение ком­понентов (фаз), которое сохраняется во всех сплавах данной сис­темы. Так для данного случая

Следовательно, эвтектикой называется мелкодисперсная смесь двух компонентов (фаз), которая кристаллизуется из жидкости оп­ределенного химического состава при постоянной самой низкой для данной системы температуре.

В доэвтектическом сплаве I ниже линии А'е в интервале температур 1-2 из жидкости выделяются первичные крупные кристал­лы компонента А, а в заэвтектическом сплаве III в температурном интервале первичные крупные кристаллы компонента В. При достижении эвтектической температуры во всех сплавах жидкость распадается с образованием мелкодисперсной эвтектической смеем компонентов А и В. Первичные крупные зерна компонентов А, В и эвтектика являются структурными составляющими сплавов. Струк­туры, полностью, эвтектического, доэвтектического и заэвтектического сплавов показаны на рис. 26. Количество структурных состав­ляющих в сплаве может быть определено при помощи треугольника Таммана, (рис. 2 в), Вертикали в треугольнике указывают количест­во эвтектики. Высота треугольника соответствует 100%-ной эвтектике. Количество эвтектики будет уменьшаться с удалением от эвтектического сплава по закону прямой линии от 100 до 0%. Если для сплава I количество эвтектики по треугольнику будет опреде­ляться отрезками 2 - 2', то количество избыточных кристаллов ком­понента А - отрезком 2' - 2" . Так как количество эвтектика пропорционально времени ее кристаллизации, отрезок 2 – 2’ тре­угольника соответствует отрезку 2 - 2' на кривой охлаждения спла­ва I при кристаллизации эвтектики.

Количество структурных составляющих можно также определить по правилу отрезков. Для сплава. I

Рассмотренный тип диаграммы состояния имеют системы: свинец-сурьма, олово-цинк и др.

Диаграммы состояния с ограниченной растворимостью

компонентов эвтектикой

На практике чаще компоненты образуют ограниченные твердые растворы. В данном случае (рис. 3) компонент B растворяется до 20% в компоненте А, образуя твердый раствор . Растворимость ограничивается линией; аа’ (20%B), Компонент А, растворяясь в В, образует твердый раствор . Предельное растворение при этом ог­раничивается линией сольвус СС’ (30%А). Рассмотренные сплавы имеют однофазное строение. В интервале концентраций a' - С’ твердые растворы и образуют эвтектическую смесь двух фаз с предельной концентрацией (т. а) и (т. С ). На линии aec при температуре происходит эвтектическое превращение . Применим правило фаз для эвтектического сплава II при температуре tЭ

С = К - Ф + 1 = 2 - 3 + 1 = 0. Значит, эвтектическая реак­ция ведет при постоянной температуре. Доэвтектические сплавы имеют структуру первичных крупных зерен , окруженных эвтектикой. Заэвтектические сплавы состоят из первичных крупных зерен , окру­женных эвтектикой.

Диаграммы состояния о ограниченной растворимостью компонентов с перитектикой (рис.4)

В данной системе, как г в предыдущей, компоненты А и В ограниченно растворяются друг в друге. Компонент В, растворяясь в А, образует твердый раствор с предельной растворимостью по линии сольвус bb’. Компонент А до 45$ растворяется в В, об­разуя твердый раствор , о максимальной растворимостью по линии сольвус dd’ При температуре на линии bdp происходит перитектическая реакция. Физическая сущность этого превращения состоит в том, что ранее выпавшие кристаллы концентрации b взаимодействуют с жидкостью концентрации р, образуя кристал­лы твердого раствора концентрации d.

В сплаве II перитектического состава концентрации dd’ перитектическая реакция завершается образованием однофазной структу­ры кристаллов (предельная концентрация растворения - d) Количество фазы при этом

Сплав II - единственный, где реакция идет без остатка фаз. В сплавах левее этого сплава будет избыточное количество кристаллов . Для полной реакции требуется , а в сплаве I , т. е. в сплаве I кристал­лов больше, чем необходимо для реакции. Поэтому в результате перитектической реакции в сплаве останутся избыточные первичные кристаллы (рис. 4 а).

Рассмотрение кристаллизации сплава III (рис. 4 б) показывает, что выделившиеся в интервале температур 3 - 4 кристаллы проре­агируют с жидкостью и образуют кристаллы . При дальнейшем ох­лаждении в интервале температур 4 - 5 из жидкости будет продолжать кристаллизовыватъся - твердый раствор.

Применим правило фаз для сплава I.

1. При температуре t1 он двухфазен (+Ж)

С = К – Ф + 1 = 2 – 2 + 1 = 1

2. При температуре перитектического превращения присутствуют три фазы: жидкость, и - твердые растворы

С = К – Ф + 1 = 2 – 3 + 1 = 0

Из уравнений видно, что в первом случае кристаллизация должна происходить в интервале температур. На кривой охлаждения появляется точка перегиба I. Перитектическая реакция должна про­исходить при - постоянной температуре (также как и эвтектическая реакция). На кривой охлаждения появляется горизонтальная площад­ка 2 - 2'

Диаграммы состояния с устойчивыми химическими соединениями

При концентрации сплава, соответствующей точке D, образу­ется устойчивое химическое соединение, состав которого (рис. 5 а). Это устойчивое химическое соединение сохраняется при нагреве вплоть до температуры плавления.

Эту диаграмму можно рассматривать как две самостоятельные известные диаграммы с эвтектикой.

На рис. 5 б изображена диаграмма, в которой устойчивой яв­ляется промежуточная фаза , представляющая собой твердый раст­вор на базе химического соединения . Фазовый и структур­ный составы сплавов с учетом эвтектического превращения изобра­жены на диаграммах (см. рис. 5).

Диаграммы состояния с неустойчивыми химическими соединениями, образующимися по перитектической реакции

При охлаждении сплава I, при температуре (рис. 6 а) по перитектической реакции образуется химическое соединение

При нагреве химическое соединение устойчиво только до температу­ры 2. (), в то время как весь сплав перейдет в жидкое состоя­ние только при температуре I. Для полного завершения перитектической реакции с образованием химического соединения без остат­ка фаз требуется

В доперитектических сплавах (сплав II) после перитектической ре­акции оудут в избытке кристаллы А, так как их количество в атом сплаве определяется отношением

В заперитектических сплавах (сплав III) по завершении перитектической реакции в избытке остается жидкость , При дальнейшем охлаждении в интервале температур 4 - 5 из жидкости будет кристаллизовыватъся химическое соединение . Кристаллизация сплава III завершится на линии аес образованием эвтектики

На рис. 6 б по перитектической реакции на ланий bdp проис­ходит образование промежуточный фазы

Диаграммы состояния сплавов с превращениями в твердом состоянии (вторичная кристаллизация)

Превращения в твердом состоянии дают возможность изменять структуру, а следовательно, и свойства сплавов с помощью терми­ческой обработки. Поэтому сплавы такого вида нашли широкое приме-ненке в промышленности.

Переменная растворимость компонентов друг в друга

На рис.7 изображена диаграмма состояния, в которой компо­нент В ограниченно растворяется в компоненте А, образуя твер­дый раствор. При эвтектической температуре в твердом раство­ре растворяется компонент B в количестве, определяемом Аа' (максимальная растворимость). Но с понижением температура кон­центрация твердого раствора изменяется по линии an. При температуре t0 растворимость компонента В, в твердом растворе будет определяться уже отрезком Аn (минимальная раствори­мость). Таким образом, с понижением температуры количество ком­понента В в твердом растворе уменьшается.

Выделившиеся из твердого раствора атомы компонента B образуют кристаллы которые называются вторичными. В отли­чив от первичных кристаллов , которые выделяются из жидкости по линии В' - е, вторичные кристаллы более мелкие. Таким образом кристаллы и отличаются между собой только размерами. Вторичные кристаллы могут выделяться либо по границам зерен, ли­бо по всему объему зерна. Структуры сплавов изображены на рис.7.

Сплавы концентрации Аn имеют однофазное строение - твердого раствора и они не претерпевают превращений в твердом сос­тояния. В сплавах концентрации na‘, например, в сплаве I при кристаллизации в интервале температур 3 - 4 выделяются из твердо­го раствора вторичные кристаллы . Максимальное количество будет в сплаве концентрации Аa'. В доэвтектическом сплаве II по­мимо и при температуре кристаллизуется эвтектика. Сплав I и частично сплав II имеют превращения в твердом состоянии, значит являются термически упрочняемыми. В сплаве III (заэвтектическом) кристаллизация начинается с выделения в интерва­ле температур 8 - 9 первичных кристаллов компонента . Заканчи­вается кристаллизация образованием эвтектики

Полиморфные превращения

Полиморфизм (аллотропия)- это способность компонентов с изменением температуры менять свою кристаллическую решетку. Пе­рекристаллизация, связанная с изменением кристаллических решеток компонентов, безусловно сказывается на процессе кристаллизации сплавов, а значит и на виде диаграмм состояний. В принципе тип диаграммы состояния при вторичной кристаллизации будет зависеть от различия свойств компонентов после полиморфного превращения. Если после перекристаллизации свойства компонентов будут близки, то возможно неограниченная растворимость. Если же свой­ства у компонентов различные, то возможны образование ограни­ченной растворимости компонентов друг в друге, распад твердого раствора с образованием смеси, образование устойчивого я неус­тойчивого химического соединения и т. д.

На рис. 8 изображены различные варианты диаграмм состояния I-УI, в которых при кристаллизации из жидкого состояния высоко­температурные модификации компонентов близки по своим свойствам и дают неограниченную растворимость друг в друге с образованием твердого раствора .

В системе при температуре происходят полиморфные превращения в компонентах А, С, Е, К, М, Р. Например, в I сис­теме компонент А до температуры имеет кристаллическую ре­шетку компонента . При температуре происходи превращение решетки в . Компоненты В, D, F, L, N изменяют кристал­лическую решетку при температуре , компонент R - при темпе­ратурах t2 и .

В системе I после полиморфного превращения компонентов и свойства низкотемпературных модификаций компонентов и также близки и они дают неограниченную растворимость - - твердый раствор с кристаллической решеткой, отличной от твердого раствора 2.

В системе П после изменения кристаллических решеток у компонентов С и D их свойства оказались различными. Они не раст­воряются друг в друге. Твердый раствор распался на смесь кристаллов компонентов С2 и D2 Превращение на линии аес явля­ется эвтектоидным . Эвтектоидная смесь более дисперсная (мелкая), чем эвтектическая, подученная в резуль­тате распада жидкости.

В системе III компоненты Е и Р после полиморфного превра­щения при температуре и . ограниченно растворяются друг в друге, образуя твердые растворы и . В интервале концентра­ций ac твердый раствор распадается с образованием механической смеси, состоящей из и кристаллов. В этой же диаграмме по линии им с понижением температуры понижается раст­воримость компонента Р и Е. Из твердого раствора выпадают вторичные кристаллы .

В системах IУ и У на линиях pdb происходят паритектоидные превращения соответственно с образованием твердого по реакции и неустойчивого химического соединения по реакции В системе IУ по ли­нии bn изменяется растворимость компонентов К и L с выделением из твердого раствора вторичных (мелки) кристаллов .

В диаграмме УI также образуется химическое соединение , а на линиях aec и происходят эвтектоидные превращения.

В системе У1 компонент Р претерпевает одно полиморфное превращение при температуре , а компонент R - дважды при тем­пературах и . Компонент с решеткой близок по строению к свойствам к компоненту о решеткой и они неограниченно раст­воряются друг в друге, образуя твердый раствор . Компоненты же с решетками и ограниченные растворы и .

Распад твердого раствора с образованием промежуточной фазы.

Такую диаграмму образует железо-хром и др. (рис.9). Как видно из рисунка, твердый раствор распадается и образует - фазу. Она представляет собой твердый раствор на базе химичес­кого соединения , который существует в интервале концентраций ab.

Комплексная диаграмма состояния

Для многих реальных систем диаграммы состояния включают в себя образование твердых растворов, смесей, промежуточных фаз, а также превращений в твердом состоянии. Поэтому целесообразно рас­смотреть более сложную диаграмму, состоящую из элементарных диа­грамм состояний, рассмотренных ранее.

Пример такой диаграммы изображен на рис. 10. В жидком сос­тоянии компоненты А и В неограниченно растворимы друг в друге. Разбор следует начать с превращений, которые имеют компоненты, образующие систему. Компонент А кристаллизуется при температуре , пря температурах он имеет полиморфные превра­щения. Компонент В растворяется в компоненте А, образуя твердые растворы .

Компонент В кристаллизуется при температуре . Полиморф­ные превращения в нем происходят при температурах t6 и t7. Ком­понент А растворяется в компоненте В и образует твердые растворы и .

Максимум на диаграмме состояний при температуре t8 указывает

на образование - твердого раствора на базе соединения АкBs. Линии 8f и 8а'1 показывают на то, что фаза суще­ствует в интервале концентраций fа'1

Затем следует определить фазы, которые могут быть образованы в результате перитектической и перитектоидной реакций. В нашем случае в результате перитектических реакций происходит образование соответственно фаз:

на линии bdp на линии на линии

Определив однофазные состояния, следует заполнить двухфаз­ные области, пользуясь правилом отрезков. Для этого, например, для сплава I при температуре провести горизонталь до ближай­ших линий этой двухфазной области. Точки пересечения коноды с ближайшими линиями диаграммы состояния К и m указывают на то, что в данной двухфазной области будут фазы и Ж. Поль­зуясь правилом концентраций можно определить концентрации этих фаз. Для этого точки К и m следует спроектировать на линию концентраций. Концентрация - фазы соответствует точке К' . Это значит, что в ней количество компонента В определяется от­резком Ак', а количество компонента А - отрезком к'В. В жидкости компонента В больше, чем в - фазе и его количество определяет­ся отрезком к'В. Количество компонента А в жидкости опреде­ляется отрезком m’B.

Дня построения структурной диаграммы следует учесть в ней эвтектические, эвтектоидные превращения и переменную раствори­мость в твердом состоянии.

В нашем случае на линиях aec и происходят эвтектические превращения. В первом случае жидкость распадается с образованием эвтектики Э1 cстоящей из и АмВn Во втором - жидкость кристаллизуется в Э2, состоящую из и .

Твердый раствор на линии эвтектоидного превращения распадается с образованием эвтектоида Э3, состоящего из и . Так как в состав Э2 входит твердый раствор , он на линии эвтектоидного превращения перейдет в Э3. При темпе­ратурах ниже эвтектоидной, эвтектика превращенная - будет состоять из и Э3.

При концентрации сплавы будут состоять полностью из Э1, и Э3. В заэвтектоидных сплавах, ранее эвтектики Э1 кристаллизуются из жидкости крупные избыточные крис­таллы. В доэвтектических сплавах кристаллизуются избыточные кристаллы твердого раствора , а в заэвтектических сплавах - химического соединения

Соответственно в доэвтектических сплавах концентрация до эвтектики Э2 кристаллизуются крупные кристаллы , а. в за­эвтектических сплавах — твердого раствора .

Далее следует рассмотреть линии переменной растворимости. Линия bn указывает на переменную растворимость компонента В в твердом растворе . При температуре растворимость ком­понента В определяется отрезком Аb' , а при температуре t0 от­резком Аn. В результате из - твердого раствора выпадают мелкие кристаллы - фазы - .

В сплавах концентрации b'd'. (сплав I) из - твердого раствора также выделяются вторичные кристаллы . Поэтому в этой области будут присутствовать три структурные составляющие. Круп­ные первичные кристаллы кристаллизуются из жидкости в интервале температур На линии перитектического превращения bdр образуются крупные кристаллы . В интервале температур 10-11 из - твердого раствора выделяются вторичные кристаллы .

По линии по аналогии из твердого раствора кристаллизуются вторичные кристаллы, В заэвтектических сплавах из крупных избыточных кристаллов также будут выделяться кристаллы .

Заполнение диаграммы ниже температуры эвтектоидного превра­щения в сплавах концентрации производится с учетом эвтектодного превращения - распада твердого раствора в эвтектоид Э3. Эвтектика Э2 состоящая из , перейдет в , представляющую собой смесь, состоящую из и Э3 . Поэтому сплавы концентрации состоят из , сплавы концентрации - из Э3 +и сплавы концентрации - из B+Э3.

Построение кривой охлаждения для сплава I проводится в координатах температура - время. Пересечение сплава I с наклон­ной линией t1р на диаграмме в точке 9 указывает начало кристаллизация фазы. Выделяющееся тепло кристаллизации по­низит темп охлаждения. На кривой охлаждения появится перегиб. Перитектическое превращение на линии bdp (точка 10) происходит при постоянной температуре С = К - Ф + 1 = 2 - 3 +1 = 0. На кривой охлаждения это будет площадка 10-10’, величина которой определяется по треугольнику Таммана (10-10’).

Для построения схемы кристаллизации сплава делаются услов­ные обозначения фаз и структурных составляющих. Например, в сплаве I кристаллы - светлые, а - темные. Вторичные крис­таллы , кристаллизующиеся в интервале температур 10-11, бо­лее мелкие, чем кристаллы , образовавшиеся по перитектической реакции. Для определения концентрации фаз в сплаве I при темпе­ратуре проводим поводу до ближайших лиши диаграммы состоя­ния и получаем точки К и m. Проекции этих точен К' m’ в показывают концентрации - фазы и жидкости.

Фаза содержит в процентах Aк’ компонента В и k'В ком­понента А. В жидкости количество компонента А соответствует отрезку т’B, а компонента В - отрезку Аm'. Количество жидкой и - фаз при данной температуре определяется из соотношений:

Для выполнения домашнего задания студенту ведается "слепая" диаграмма состояния без указания фаз и структур. В соответствии с методическими указаниями необходимо:

1. Определить однофазные состояния - твердые растворы и химические соединения.

2. Заполнить двухфазные области диаграммы и тем самым полу­чить фазовую диаграмму состояния.

3. Учитывая эвтектические, эвтектоидные превращения и пере­менную растворимость в твердом состоянии указать струк­турное строение сплавов.

4. Построить треугольника кристаллизации Таммана.

5. Для заданного сплава построить термограмму (кривую ох­лаждения), на которой указать превращения, которые происходят в сплаве. Применить правило фаз (закон Гиббса).

6. Обозначив фазы и структурные составляющие, построить схему кристаллизации для заданного сплава.

7. В соответствии с правилом отрезков (рычага) определить концентрации фаз при заданной температуре для данного сплава.

8. По правилу отрезков определить количественное соотноше­ние этих фаз.

Работа выполняется мягким карандашом, так как в процессе работы и изучения диаграммы возможны изменения, связанные с не­правильным заполнением.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гуляев . М.:Металлургия,1966,544 с.

2. Лахтин и термическая обработка. М. Металлургия, 1983,360 с.