2015-05-26
1342
Сплав — макроскопически однородный металлический материал, состоящий из смеси двух или большего числа химических элементов с преобладанием металлических компонентов.
Виды сплавов: По способу изготовления сплавов различают литые и порошковые сплавы. По способу получения заготовки (изделия) различают литейные (например, чугуны, силумины), деформируемые (например, стали) и порошковые сплавы.
Свойства металлов и сплавов полностью определяются их структурой (кристаллической структурой фаз и микроструктурой).
Фазы: Феррит(0.1 %(при 1493°С)0.025 %(при 723 °С)0.006 %(при 20 °С)в %-ах содержание углерода).
Аустенит(До 2.06% (при 1147°С)0.8 % (при 423 °С). Цементит(6.67 %).Перлит(Образуется из аустенита в процессе охлаждения. Для образования перлита в аустените должно быть 0.8 % С). Мартенсит(Такая же. как в исходном аустените).
Правило фаз устанавливает зависимость между числом степеней свободы, числом компонентов и числом фаз и выражается уравнением:
C = K + 1 – Ф,
где С – число степеней свободы системы;
|
|
|
К – число компонентов, образующих систему;
1 – число внешних факторов (внешним фактором считаем только температуру, так как давление за исключением очень высокого мало влияет на фазовое равновесие сплавов в твердом и жидком состояниях);
Ф – число фаз, находящихся в равновесии.
Твердые растворы – это фазы, в которых один из компонентов сплава сохраняет свою кристаллическую решетку, а атомы других компонентов располагаются в решетке первого компонента, изменяя ее размеры (периоды). Твердый раствор, который состоит из двух компонентов, имеет один тип решетки и представляет одну фазу.
Различают твердые растворы замещения и твердые растворы внедрения. При образовании твердого раствора замещения атомы растворенного компонента замещают часть атомов растворителя в его кристаллической решетке. Твердые растворы внедрения образуются только в тех условиях, когда диаметр атома растворенного элемента невелик (C, N, H).
В отличии от твердых растворов химические соединения обычно образуются между компонентами, имеющими большое различие в электронном строении атомов и кристаллическихРешеток.
Например: Mg2Sn, M2Pb, Mg2P, Mg3Sb, Mg3Bi2, Mg S и др.
Фазовые превращения.Диаграммы фазового равновесия.Значения диаграмм фазового равновесия для термической обработки сплавов.Системы с неограниченными и ограниченными растворами,с эвтектическими(эвтектоидным) превращением.
Диаграммы фазового равновесия, или диаграммы состояния, в удобной графической форме показывают фазовый состав сплава в зависимости от температуры и концентрации. Диаграммы строят для условий равновесия или условий достаточно близких к ним. Равновесное состояние соответствует минимальному значению энергии Гиббса. Правило фаз. Диаграммы фазового равновесия характеризуют окончательное или предельное состояние сплавов, т.е. полученное после того, как все превращения в них произошли и полностью закончились. Это состояние сплава зависит от внешних условий (температуры, давления) и характеризуется числом и концентрацией образовавшихся фаз. Закономерность изменения числа фаз в гетерогенной системе определяется правилом фаз.
|
|
|
По степеням растворимости компонентов различают твердые растворы:
– с неограниченной растворимостью компонентов;
– с ограниченной растворимостью компонентов.
При неограниченной растворимости компонентов кристаллическая решетка компонента растворителя по мере увеличения концентрации растворенного компонента плавно переходит в кристаллическую решетку растворенного компонента.
Сплавы с ограниченной растворимостью компонентов
В этих сплавах в твердом состоянии компоненты растворяются друг в друге с образованием твердых растворов α (В в А) и β (А в В), между которыми образуется эвтектика эвт(α+β).
Эвтектоидное превращение в равновесных условиях происходит в большинстве сталей, в двухфазных алюминиевых бронзах, во многих сплавах на основе титана. Принципы, лежащие в основе термической обработки, для всех сплавов этой группы одни и те же, однако компоненты сплавов вносят ряд особенностей в развитие фазовых превращений.
