Образующими химические соединения

Диаграммы с устойчивым химическим соединением имеют вид двух или нескольких диаграмм, приложенных друг к другу по фигуративной линии химического соединения. Диаграмма состояния сплавов (рис. 4.11) сложная, состоит из нескольких простых диаграмм. Число компонентов и диаграмм зависит от того, сколько химических соединений образуют основные компоненты системы. Число фаз и вид простых диаграмм определяются характером взаимодействия компонентов.

Эвт₁ (кр. А + кр. A _m B _n);

Эвт₂ (кр. B + кр. A _m B _n).

Рис. 4.11. Диаграмма состояния сплава

с устойчивым химическим соединением

Химическое соединение устойчиво, если его можно нагреть без разложения до расплавления, и неустойчиво, если при нагреве оно разлагается.

Диаграммы с неустойчивым химическим соединением внешне напоминают диаграмму с перитектикой, однако вместо твердого раствора здесь образуется химическое соединение (границы твердого раствора как бы стягиваются в одну вертикальную линию).

Связь между свойствами сплавов

И типом диаграммы состояния

Так как вид диаграммы, так же как и свойства сплава, зависит от того, какие соединения или фазы образовали компоненты сплава, между ними должна существовать определенная связь. Исследованиями Н.С. Курнакова, А.А. Бочарова установлена связь между диаграммами состояния, физическими и технологическими свойствами сплавов (рис. 4.12). При образовании механических смесей свойства изменяются по линейному закону (рис. 4.12, а). Значения характеристик свойств сплава находятся в интервале между характеристиками чистых компонентов.

При образовании твердых растворов с неограниченной растворимостью свойства сплавов изменяются по криволинейной зависимости (рис. 4.12, б), причем некоторые свойства, например, электросопротивление, могут значительно отличаться от свойств компонентов.

При образовании твердых растворов с ограниченной растворимостью свойства в интервале концентраций, отвечающих однофазным твердым растворам, изменяются по криволинейному закону, а в двухфазной области – по линейному закону (рис. 4.12, в). Причем крайние точки на прямой являются свойствами чистых фаз, предельно насыщенных твердых растворов, образующих данную смесь.

а б в г

Рис. 4.12. Связь между свойствами сплавов

и типом диаграммы состояния

При образовании химических соединений концентрация химического соединения отвечает максимуму на кривой (рис. 4.12, г). Эта точка перелома, соответствующая химическому соединению, называется сингулярной точкой.

Тестовые задания

53. Кристаллическая решетка (рис. 4.13) принадлежит:

а) к твердому раствору внедрения; б) к твердому раствору замещения; в)к химическому соединению; г) к механической смеси.

Рис. 4.13

54. Определите систему, к которой принадлежит кристаллическая решетка (рис. 4.14):

а) с ограниченной растворимостью компонентов друг в друге;

б) с неограниченной растворимостью компонентов друг в друге; в) с отсутствующей взаимной растворимостью компонентов;

г) с компонентами, образующими устойчивое химическое соединение.

○ – компонентА, ● – компонентВ

Рис. 4.14

55. Равенство А(В) = В(А) характерно для сплавов компонентов А и В:

а) твердых растворов внедрения; б) механических смесей; в) химических соединений; г) неограниченных твердых растворов.

56. Укажите, возможна ли 100 %-я массовая доля растворяемого компонента в решетке растворителя:

а) возможна в системе с химическими соединениями; б) нет; в) возможна в системе механических смесей; г) возможна в системе неограниченных твердых растворов.

57. Элементы, образующие сплав называются:

а) фазами; б) твердыми растворами; в) компонентами; г) исходными веществами.

58. Геометрическое место точек, образующих линию начала затвердевания, называют линией:

а) эвтектического превращения; б) эвтектоидного превращения; в) солидуса; г) ликвидуса.

59. Уравнение правила фаз имеет вид;

а) ; б) ; в) ; г) .

60. Доля компонента А в точке т диаграммы состояния определяется отрезком (см. рис. 4.5):

а) Am; б) fm; в) mB; г) cf.

61. Определите какая диаграмма состояния представлена на рис. 4.15:

а) однокомпонентная диаграмма; б) диаграмма с химическим соединением; в) диаграмма с отсутствием растворимости компонентов в твердом состоянии; г) представлена не диаграмма, а лишь ее температурная ось.

Рис.4.15 Рис. 4.16

62. Определите, какая диаграмма состояния представлена на рис. 4.16:

а) с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии; б) с химическим соединением; в) с отсутствием растворимости компонентов в твердом состоянии; г) с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии.

63. Эвтектика – это:

а) вещество, образующееся при некотором соотношении компонентов и имеющее кристаллическую решетку, отличную от решеток, составляющих эвтектику веществ; б) механическая смесь двух компонентов; в) неограниченный твердый раствор компонентов друг в друге; г) механическая смесь, образующаяся в результате одновременной кристаллизации компонентов или твердых растворов из жидкого раствора.

64. Определите, какая диаграмма состояния представлена на рис. 4.17:

а) с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии; б) ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии; в) с химическим соединением; г) с отсутствием растворимости компонентов в твердом состоянии.

Рис. 4.17

65. Определите, отношением каких отрезков определяется значение кристаллической фазы в сплаве 1 – 1 в точке c (рис. 4.18):

а) ; б) ; в) ; г) .

Рис. 4.18

66. Чистые металлы кристаллизуются при температурных условиях:

а) в зависимости от природы металла температура может снижаться в одних случаях, повышаться в других и оставаться постоянной в третьих; б) при снижающейся температуре; в) при растущей температуре; г) при постоянной температуре.

67. Кристаллизация сплавов в системе с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии происходит:

а) при снижающейся температуре; б) при снижающейся температуре, завершается при постоянной; в) при постоянной температуре. г) при растущей температуре (из-за выделения скрытой теплоты кристаллизации).

68. Кристаллизация эвтектики вдвухкомпонентных сплавах происходит:

а) при снижающейся температуре; б) при растущей, снижающей и постоянной температуре в зависимости от вида сплава; в) при постоянной температуре; г) при растущей температуре.

69. Определите, как меняется температура сплавов системы с отсутствием растворимости компонентов в твердом состоянии в процессе кристаллизации:

а) снижается (кроме эвтектического сплава), завершается кристаллизация всех сплавов при постоянной температуре; б) остается постоянной; в) снижается; г) снижается (кроме эвтектического сплава), завершается кристаллизация некоторых сплавов при постоянной температуре.

70. Укажите, в чем состоит отличие эвтектоидного превращения от эвтектического:

а) при эвтектоидном превращении возникают промежуточные фазы, при эвтектическом – механические смеси; б) принципиальных отличий нет. Это однотипные превращения; в) при эвтектоидном превращении распадается твердый раствор, при эвтектическом – жидкий; г) при эвтектоидном превращении из твердых растворов выделяются вторичные кристаллы, при эвтектическом – из жидкости – первичные.

71. Укажите, к какому сплаву (каким сплавам) принадлежит кривая охлаждения B (рис. 4.19): а) d; б) а и d; в) b; г) b и с.