double arrow

Диаграмма состояния системы с эвтектикой

Наиболее простыми являются диаграммы состояния систем, в которых компоненты неограниченно смешиваются в жидком состоянии, совершенно не смешиваются в твердом, химически не взаимодействуют друг с другом и не образуют твердых растворов.

Образование таких диаграмм наблюдается, как правило, в том случае, когда компоненты А и В имеют разные типы кристаллических решеток и различные размеры радиусов частиц решетки, или при наличии одинакового типа решетки резко различных радиусов частиц. Диаграмма состояния системы с простой эвтектикой для компонентов А и В схематически представлена на рис.3.7.

Любую фазовую диаграмму следует разбирать по следующему плану:

1. Описать все поля, все характерные линии и точки.

2. Построить кривую охлаждения из точки заданного состава.

3. Для каждого участка кривой охлаждения применить правило фаз Гиббса.

4. Определить состав всех соединений и записать их формулы.

5. Применить правило рычага к указанной точке.

Рис.3.7. Диаграмма состояния системы с эвтектикой.

Значение полей
Ж расплав
А+Ж расплав + кристаллы компонента А
В+Ж расплав + кристаллы компонента В
А+В механическая смесь кристаллов компонентов А и В
Значение линий
ТАЕ линия ликвидуса – каждая точка линии показывает состав расплава, который находится в равновесии с кристаллами компонента А
ЕТВ линия ликвидуса – каждая точка линии показывает состав расплава, который находится в равновесии с кристаллами компонента В
FЕG линия солидуса (линия эвтектики) – каждая точка показывает состав системы, состоящей из расплава состава точки Е, и двух твердых фаз – кристаллов компонента А и кристаллов компонента В, находящихся в равновесии, ниже этой линии жидкая фаза отсутствует
Значение точек
ТА температура плавления компонента А
ТВ температура плавления компонента В
Е точка эвтектики
ТЕ температура эвтектики

Эвтектика – механическая мелкозернистая смесь кристаллов двух компонентов, обладающая самой низкой температурой кристаллизации.

Механическая смесь кристаллов компонентов А и В, которая одновременно кристаллизуется при температуре ТЕтвердая эвтектика. Твердая эвтектика состоит из равномерно распределенных мельчайших кристаллов обоих компонентов, что обуславливает ряд ценных механических свойств эвтектических сплавов.

Точка Е пересечения кривых ТАЕ и ЕТВ показывает температуру и состав расплава, который одновременно находится в равновесии с кристаллами компонента А и компонента Вточка эвтектики.

Расплав, состав которого соответствует точке Еэвтектический расплав.

На линии эвтектики FЕG в равновесии находятся три фазы:

· расплав состава точки Е ();

· кристаллы компонента А;

· кристаллы компонента В.

По достижении температуры эвтектики (ТЕ) наступает эвтектическая реакция – из расплава выделяются кристаллы обоих компонентов:

Линия, показывающая изменение состава жидкой фазы от начала процесса охлаждения расплава до его полной кристаллизации – путь кристаллизации (кривая Mаb1E).

Рассмотрим процесс охлаждения расплава, заданного точкой М.

Таблица 3.1

Результат рассмотрения процесса охлаждения расплава из точки М

Точка Что происходит Ф С Что означает число степеней свободы
М Охлаждение расплава     Можно менять температуру и состав расплава
а Появляются первые кристаллы компонента А     Можно менять только температуру
b Продолжают выпадать кристаллы компонента А, состав расплава b1, состав твердой фазы b2     Можно менять или температуру или состав расплава

Продолжение таблицы 3.1

d Одновременно кристаллизуются компоненты А и В, на кривой охлаждения участок d - d     Система инвариантна
е Охлаждение механической смеси компонента А состава е2 и компонента В состава е1     Можно менять только температуру

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: