Правило отрезков

Правило отрезков позволяет в любой точке двух фазной области диаграммы определить относительное количество и химический состав обеих фаз. Для этого через выбранную точку, которая соответствует определённому составу и температуре сплава, необходимо провести горизонтальную линию. Так, например, через точку S, которая соответствует сплаву K₁, находящемуся при температуре T₁, проходит горизонтальная линия на уровне T₁. Эта штрихпунктирная линия пересекает диаграммы, ограничивающие двух фазную область диаграмм, точка f и r. Таким образом получается три отрезка f S, S r и fr. Отношение отрезка f S к : ; ; .

Для того чтобы не перепутать какой отрезок чему соответствует, надо рассматривать процесс в динамике. В данном случае: с уменьшением температуры, отрезок f S увеличивается, а S r – уменьшается. При этом, при уменьшении температуры идёт процесс кристаллизации. Значит, отрезок f S соответствует твёрдой α – фазе, а уменьшение жидкой. Химический состав жидкой фазы определяется проекцией точки f на ось концентрации. А химический состав твёрдой фазы определяется проекцией точки r на эту же шкалу.

Как видно из диаграммы начальный момент кристаллизации, то есть тока 1, химический состав твёрдой фазы близок к точке 1, а химический состав твёрдой фазы определяется проекцией точки е, то есть сначала выпадают кристаллы.

По мере кристаллизации количество кристаллов α – фазы нарастает, а содержание компонентов B уменьшается. На заключительном этапе кристаллизации, то есть в точке 2 содержание компонента В определяется проекцией точки 2, то есть приближается к K₁. Общая концентрация компонентов в сплаве ни когда не изменяется и всегда остаётся равной K₁. Просто в процессе кристаллизации идёт перераспределение компонентов между жидкими и твёрдыми фазами, так что в начальный момент кристаллизации выпадают кристаллы богатые тугоплавкими компонентами, а жидкость при этом обедняется.

Согласно рассмотренной выше диаграмме, в начальный момент затвердевания выпадают кристаллы богатые более тугоплавким компонентом (компонент B). По мере уменьшения температуры доля этих кристаллов нарастает, а концентрация тугоплавкого материала уменьшается. Изменение химического состава кристалла происходит за счёт того, что более легкоплавкий компонент (компонент A) поступает из жидкой фазы в твёрдую. Если процесс кристаллизации идёт достаточно быстро, то компоненты не успевают диффундировать. В результате центр зерна оказывается обогащённым более тугоплавким материалом, а периферия зерён обогощенны более легкоплавким компонентом. Неоднородность зерён по химическому составу называется микроликвацией (ликвация – неоднородность слитка сплава по химическому составу). Если процесс кристаллизации идёт достаточно медленно, то зёрна успевают выравниваться по химическому составу и сплав оказывается однородным.

Дата добавления: 2014-01-07