Диаграмма состояния 4 типа.

 

2. Правило отрезков.

Пользуясь диаграммой состояния, можно для любой температуры определить не только число фаз но и их состав, а также количественное соотношение по правилу отрезков. Применять его можно для фвухфазных областей диаграмм.

1. Определение состава фаз.

Предположим, что нам нужно определить состав фаз при разных температурах для сплава, который при комнатной температуре состоит из 70% В и 30% А, на пример в т. n.

	Проведем перпендикуляр через т.70%, а через n – горизонтальную линию – коноду, до пересечения с линиями диаграммы. Точки пересечения l и s проектируем на ось концентрации. Проекция точки l – покажет состав жидкой фазы, проекция т. s – состав твердой фазы. В данном случае при температуре t – состав жидкой фазы: 30% В и 70% А, состав твердой фазы: 90% В, 10% А.

 

 

2. Определение количественного соотношения фаз.

Для определения количественного соотношения фаз, так же проводят коноду. Правило: Количество (масса) фаз обратно пропорционально отрезкам проведенной коноды. Если принять, что отрезок ls – количество всего сплава, то отрезок ln соответствует количеству выпавших кристаллов α, а ns – количеству жидкой фазы. Для определения относительного количества фаз пользуются отношениями:

Ж/С = ns/ ls

Т/С= ln/ ls

где Ж – количество жидкой фазы, С - количество всего сплава, Т – количество твердой фазы.

Если массу всего сплава (C) принять за 100%, то:

Ж = ns/ ls · 100%

Т = ln/ ls · 100%

Из диаграммы находим: ls = 60 единиц, ln = 40 ед., ns = 20 ед.

Ж = 20/60 ·100% = 33%

Т = 40/60 ·100% = 67%

 

Правило Курнакова

Основоположником учения связи между видом диаграммы состояния и свойствами сплавов является Н.С.Курнаков.

 

 

На рис. приведены диаграммы состояния четырех основных типов и соответствующие им закономерности изменений свойств сплавов в зависимости от их состава (два нижних ряда). В случае образования механических смесей (а) свойства сплавов изменяются по линейному закону. В случае образования твердых растворов (б) свойства изменяются по криволинейной зависимости. Уже при небольших добавках второго компонента такие характеристики, как твердость, электросопротивление и др. становятся выше, чем свойства компонентов, составляющих сплав, а электропроводность и магнитная проницаемость снижаются.

В случае образования ограниченных твердых растворов (в) свойства для однофазных твердых растворов изменяются по криволинейной зависимости, а двухфазных – по прямолинейному закону.

В случае образования химического соединения (г) свойства изменяются скачком.. Химическое соединение отвечает максимуму или минимуму свойств (сингулярная точка).

По диаграмме состояния можно определить так же и технологические характеристики сплава. Например, твердые растворы имеют низкие литейные характеристики, а двухфазные, особенно эвтектические, хорошие литейные свойства.

Однофазные сплавы лучше деформируются в холодном и горячем состоянии. Двухфазные легче обрабатываются резанием, чем однофазные.

Однофазные сплавы более коррозионно-стойкие.

 

Контрольные вопросы

1. Диаграмма какого типа образуется в случае отсутствия взаимной растворимости компонентов и отсутствия их химического взаимодействия?
2. Возможно ли образование эвтектики при наличии неограниченной растворимости компонентов друг в друге?
3. Как можно определить состав и количество фаз в двухфазной области диаграммы состояния?
4. Как между собой связаны характер изменения свойств сплавов и диаграмма состояния?
5. В сплавах какого типа свойства сплавов изменяются скачкообразно?