Построение диаграмм состояния

Диаграмма состояния - графическое изображение устойчивых состояний сплава в равновесных условиях в зависимости от химического состава, температуры, давления (в большинстве случаев постоянно). Значит (запишем):

Диаграмма строится в координатах: по горизонтали – химсостав, по вертикали – температура.

Что определяют по диаграммам состояния:

1. Какая структура сплава при конкретных концентрациях компонентов.

2. Какой термообработке можно подвергать данный сплав.

Основа построения диаграммы – кривые охлаждения.

Начнем с самого простого - с чистого железа.

Рассмотрим кривую охлаждения железа.

Там 4 площадки с температурами Их надо знать обязательно.

Когда мы имеем дело с одним компонентом (железо), то диаграмма представляет собой прямую линию.

Нарисуем рисунок Для 2-компонентной системы запишем: Как строится диаграмма для 2 компонентов:

1. Выплавляется серия сплавов по следующей схеме:

100% А, 0% В

90% А, 10% В

80% А, 20% В

и так далее до 100% В

Понятно, что чем с меньшим шагом концентраций выплавлять сплавы, тем точнее будет диаграмма.

2. Методами термического анализа строятся кривые охлаждения по каждому сплаву.

3. Критические точки на кривых охлаждения проецируются на ординаты, соответствующие конкретным концентрациям.

Точки начала кристаллизации – ликвидус, а их совокупность для сплава – линия ликвидус. Точки окончания кристаллизации - солидус, их совокупность – линия солидус.

1 график относится к чистому свинцу. При температуре выше 327 С он находится в жидком состоянии. При 327 С происходит кристаллизация свинца и ниже он находится в кристаллическом состоянии. Отрезок 0-1 соответствует охлаждению жидкости, 1-1 – кристаллизации, 1-2 – охлаждению твердого тела.

2 график. В точке 1 начинается кристаллизация свинца, при этом жидкость обогащается сурьмой. На линии 2-2 происходит одновременная кристаллизация двух компонентов и линия 3-1 – охлаждение твердого тела.

3 график. Аналогичен 2, но т. К. другое соотношение компонентов, то кристаллизация начнется при другой температуре.

На 4 графике соотношение компонентов такое, что их кристаллизация начинается одновременно.

5 график аналогичен 2-му, только содержание сурьмы в этом сплаве больше, поэтому в точке 1 происходит кристаллизация сурьмы.

Если теперь полученные координаты нанести на диаграмму, то получится диаграмма состояния

Механическая смесь двух или более видов кристаллов, одновременно кристаллизовавшихся из жидкости, называется эвтектикой.

Это пример диаграммы 1 рода.

.