2020-04-20
139
Твердые растворы.
При образовании твердого раствора один компонент является растворителем, другой компонент – растворимый. Растворитель – тот компонент, кристаллическая решетка которого сохраняется.
Растворимый компонент – его атомы располагаются в кристаллической решетке растворителя.
В зависимости от расположения атомов в кристаллической решетке различают твердые растворы замещения и твердые растворы внедрения.
В твердом растворе замещения атомы компонента - растворителя замещаются атомами растворимого компонента (рис.6.1, а).
В твердом растворе внедрения атомы растворимого компонента размещаются между атомами компонента – растворителя (рис.6.1, б).
| 
|
| а | б |
Рис. 6.1. Кристаллическая решетка ГЦК твердого раствора замещения (а) и твердого раствора внедрения (б)
Обозначение твердых растворов: А (В), где
А – растворитель, В – растворимый компонент
или буквами греческого алфавита: α, β, γ.
В зависимости от концентрации компонентов в сплаве различают ограниченные и неограниченные твердые растворы.
|
|
|
Неограниченные твердые растворы образуются во всем интервале концентрации компонентов в сплаве.
Ограниченные твердые растворы образуются только в определенном интервале концентрации компонентов.
Твердые растворы в структуре имеют одинаковые однородные зерна, т.е. имеют одну фазу – фазу твердого раствора. Кристаллизация твердых растворов происходит в интервале температур.
Сплавы, представляющие твердые растворы, отличаются хорошей пластичностью и технологичностью. Такие сплавы хорошо обрабатываются.
Механические смеси.
Если элементы, входящие в состав сплава, при кристаллизации из жидкого состояния не растворяются друг в друге и не взаимодействуют, то образуется механическая смесь.
При кристаллизации у каждого из таких компонентов образуется своя кристаллическая решетка.
В структуре различаются зерна каждого из компонентов, т.е. образуются две фазы.Механические смеси кристаллизуются из жидкости припостоянной температуре. При этом компоненты кристаллизуются обособленно друг от друга, но одновременно.
Механическую смесь могут образовывать не только компоненты, но и два твердых раствора или один из компонентов и ограниченный твердый раствор.
В металловедении механическую смесь двух компонентов называют эвтектикой.
Эвтектика – механическая смесь двух и более компонентов, кристаллизующихся при постоянной температуре одновременно и обособленно друг от друга.
Обозначение механических смесей: (А + В),
или в случае твердых растворов: (α + γ).
|
|
|
Химические соединения.
Если элементы, составляющие сплав, взаимодействуют друг с другом, то образуются химические соединения. Они имеют однороднуюструктуру (одну фазу). Химические соединенияимеют постоянную температуру плавления и кристаллизации. Кристаллические решетки химического соединения и исходных элементов различаются.
В химическом соединении сохраняется определенное соотношение атомов элементов, позволяющее выразить их состав с техиометрической пропорцией в виде формулы АnВm.
Химические соединения обладают очень высокой твердостью. Например, соединение железа с углеродом Fe3C. Его твердость в 10 раз выше, чем твердость чистого железа. В отличие от твердых растворов химические соединения характеризуются высокой хрупкостью, поэтому они непригодны для механической обработки.
ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ СПЛАВОВ
Диаграмма состояния сплавов – графическое изображение фазового и структурного состояния сплавов при определенной температуре и определенной концентрации компонентов.
Диаграммы состояния сплавов строятся в координатах температура и концентрация компонентов.
В зависимости от типа взаимодействия компонентов в сплаве диаграммы состояния имеют разный вид.
Все диаграммы состояния строятся экспериментально методом термического анализа.
