Комплексная диаграмма состояний.
Пример такой диаграммы изображен на рис. 8. 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 t1, при температурах t2 ,t3, t4 он имеет полиморфные превращения. Компонент В растворяется в компоненте А, образуя твердые растворы ά, β, γ.
Рис. 8. Комплексная диаграмма состояния
Компонент В кристаллизуется при температуре t5. Полиморфные превращения в нем происходят при температурах t6 и t7. Компонент А растворяется в компоненте В с образованием твердых растворов μ и φ.
Максимум на диаграмме состояний при температуре t8 указывает на образование σ- твердого раствора на базе соединения АkВs. Линии 8f и 8а´1 показывают на то, что фаза σ существует в интервале концентраций f а´1. Затем необходимо определить фазы, которые могут быть образованы в результате перитектической и перитектоидной реакций. В результате перитектических реакций происходит образование следующих фаз:
на линии вdp άв + Жр δd
на линии в1d1 p1 σв1 + Жр1 (АmВn)d1
на линии в2d2 p2 μd2+ Жр1 φ d2.
Как только будут определены однофазные состояния, следует заполнить двухфазные области, пользуясь правилом отрезков. Для этого, например, для сплав I при температуре t9 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 ά и Ж. Согласно правилу концентраций определяем концентрации этих фаз. Для этого точки К и m следует спроектировать на линию концентраций. Концентрация ά-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 ά-фазе и его количество определяется отрезком к´В. Количество компонента А в жидкости определяется отрезком m´В.. Для построения структурной диаграммы следует учесть в ней эвтектические, эвтектоидные превращения и переменную растворимость в твердом состоянии.
На линиях аес и а1е1с1 происходят эвтектические превращения. В первом случае жидкость распадается с образованием эвтектики Э1, состоящей из δ и АmВn. Во втором – жидкость кристаллизуется в Э2, состоящую из σ и φ. Твердый раствор φ на линии эвтектоидного превращения а2е2с2 распадается с образованием эвтектоида Э3, состоящего из σ и В2. Так как в состав Э2 входит твердый раствор φ , он на линии эвтектоидного превращения а2е2с2 перейдет в Э3. При температурах ниже эвтектоидной, эвтектика превращенная Эпр2, будет состоять из σ и Э3.
При концентрации ее1е2 сплавы будут состоять полностью из Э1,Эпр2,Э3. В заэвтектических сплавах, ранее эвтектики Э1 кристаллизуются из жидкости крупные избыточные кристаллы твердого раствора δ, и химического соединения АmВn. В доэвтектических сплавах концентрации а1е1 до эвтектики Э2 кристаллизуются крупные кристаллы σ1, а в заэвтектических сплавах е1с1 – твердого раствора φ.
Рассматривая линии переменной растворимости, линия вn указывает на переменную растворимость компонента В в твердом растворе ά. При температуре t10 растворимость компонента В определяется отрезком Ав´, а при температуре t0 отрезком An. В результате из ά-раствора выпадают мелкие кристаллы δ-фазы δII.
В сплавах концентрации в´d´(сплав I) из ά-раствора также выделяются вторичные кристаллы δII. В этой области будут присутствовать три структурные составляющие. Крупные первичные кристаллы ά кристаллизуются из жидкости в интервале температур 9-10. На линии перитектического превращения вdp образуются крупные кристаллы δ. В интервале температур 10-11 из ά твердого раствора выделяются вторичные кристаллы δII.
По линии С1е2 по аналогии из твердого раствора φ кристаллизуются вторичные кристаллы σII. В заэвтектических сплавах е1С1 из крупных избыточных кристаллов φ также будут выделяться кристаллы σII. Заполнение диаграммы ниже температуры эвтектоидного превращения t11 в сплавах концентрации а´1В производится с учетом эвтектоидного превращения – распада твердого раствора φ в эвтектоид Э3. Эвтектика Э2, состоящая из σ + φ, перейдет в Эпр2, представляющую собой смесь (σ и Э3). В связи с этим сплавы концентрации а´1е´1 состоят из σ I+Эпр2, сплавы концентрации е´1 с´1 – из Э3+Эпр2+σII; сплавы концентрации С´1е´2 – из Э3+σII и сплавы концентрации е´2в – из В+ 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 кристаллизации ά-фазы. Выделяющееся тепло кристаллизации понизит темп охлаждения. На кривой охлаждения появится перегиб. Перитектическое превращение на линии вdp (точка 10) происходит при постоянной температуре С = 2 – 3 + 1 = 0. На кривой охлаждения это будет площадка 10 -10´, величина которой определяется треугольником Таммана.
Для построения схемы кристаллизации сплава следует сделать условные обозначения фаз и структурных составляющих. Например, в сплаве I кристаллы ά – светлые, а δ – темные.
Вторичные кристаллы δII более мелкие, чем кристаллы δ. Для определения концентрации фаз в сплаве I при температуре t9 проводим коноду до ближайших линий диаграммы состояния и получаем точки km. Проекции этих точек k´m´ показывают концентрации ά-фазы и жидкости.
Фаза ά содержит в процентах Ак´ компонента В и к´В компонента А. В жидкости количество компонента А соответствует отрезку m´B, а компонента В – отрезку Аm´. Количество жидкой и ά – фаз при данной температуре t9 определяется соотношениями
Qа = , Qж= .
Do'stlaringiz bilan baham: |