|
Qж = , Qа =
Таким образом, количество жидкой фазы Qж пропорционально отрезку вс, прилегающему к линии солидус, а количество твердой фазы – отрезку ав, прилегающему к линии ликвидус.
Диаграммы состояний с образованием механической смеси компонентов с эвтектикой.
На рис. 2, а показана диаграмма состояний сплавов, где компоненты полностью не растворяются в жидком состоянии и образует смесь.
Рис. 2. Диаграмма состояния сплавов с полностью нерастворимыми компонентами с эвтектикой
Сплав II является эвтектическим (наиболее легкоплавким). Он кристаллизуется при самой низкой температуре tэ с одновременным выделением кристаллов двух компонентов А и В, т. е. эвтектика двухфазна. Так как кристаллизация происходит с большим переохлаждением жидкости, что обусловливает 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 как при кристаллизации существует три фазы: компонент А, В и жидкость. Число степеней свободы С = 2 – 3 + 1 = 0. Для эвтектики количественное соотношение компонентов определяется из
=
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 температур 4 – 5 – первичные крупные кристаллы компонента В. При достижении эвтектической температуры во всех сплавах жидкость распадается с образованием мелкодисперсной эвтектической смеси 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. 2, б.
Количество структурных составляющих в сплаве может быть определено при помощи треугольника Таммана (см. рис. 2, в). Вертикали в треугольнике указывают количество эвтектике. Высота треугольника соответствует 100%-ной эвтектике. Количество эвтектики будет уменьшаться с удалением от эвтектического сплавак 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 эвтектики пропорционально времени ее кристаллизации, отрезок 2 - 2´ треугольника соответствует отрезку 2 - 2´ на кривой охлаждения сплава I при кристаллизации эвтектики.
Количество структурных составляющих можно определить по правилу отрезков. Для сплава I
QА = , Qж = ,
Рассмотренный тип диаграммы состояния имеют системы: свинец – сурьма, олово – цинк и др.
Диаграммы состояния с ограниченной растворимостью компонентов с эвтектикой.
В реальных условиях компоненты образуют ограниченные твердые растворы. На рис. 3 приведена диаграмма состояний, где компонент В растворяется до 20% в компоненте А, образуя твердый раствор ά. Растворимость ограничивается линией аа´(20; В).
Компонент А, растворяясь в В, образует твердый раствор β.
Предельное растворение при этом ограничивается линией солидус СС´ (30% А). Рассмотренные сплавы имеют однофазное строение. В интервале концентраций а – с твердые растворы ά и β образуют эвтектическую смесь двух фаз άа + βс предельной концентрацией άа (т.а) и βс (т.с).
На линии аес при температуре tэ происходит эвтектическое превращение
Же άа + βс
Применим правило фаз для эвтектического сплава при температуре tэ и получим С = 2 – 3 + 1 = 0. Значит эвтектическая реакция идет при постоянной температуре.
Доэвтектические сплавы имеют структуру первичных крупных зерен ά, окруженных эвтектикой. Заэвтектические сплавы состоят из первичных крупных зерен β, окруженных эвтектикой.
а б
Рис. 3. Диаграмма состояния с ограниченной растворимостью компонентов с эвтектикой
Do'stlaringiz bilan baham: |
