Построение диаграмм состояния

Диаграммы состояния двойных сплавов

Из каждых двух произвольно взятых компонентов можно создать множество сплавов разного состава и свойств. Но перебирать варианты в поисках наилучшего сочетания для конкретной технической цели нерационально. Значит, нужно иметь информацию, позволяющую предварительно оценить возможности обработки сплава и получения нужных свойств. Такую информацию дают диаграммы состояния сплавов.

Диаграмма состояния – это графическое изображение фазового состояния сплава в зависимости от температуры и состава.

Диаграмма состояния строится в координатах «температура-состав» и показывает равновесные фазы, возникающие в сплавах при различных сочетаниях этих факторов.

Диаграммы состояния в очень лаконичной форме содержат огромную информацию о сплавах, их свойствах и поведении. Надо только уметь их читать.

Диаграммы состояния являются равновесными, т. е. строятся в условиях очень медленного охлаждения от температуры плавления до комнатной. Фазы, получаемые в таких условиях, соответствуют минимальным значениям свободной энергии.

Для построения диаграмм состояния используют, прежде всего, метод термического анализа: строят кривые охлаждения для сплавов с разным содержанием исходных компонентов. Параллельно изучают состояние сплава, применяя микроанализ, рентгеноструктурный анализ, электронную микроскопию, магнитные методы, определение физических и механических характеристик.

Все изменения фазового состава сплава сопровождаются тепловыми эффектами – выделением или поглощением тепла. На кривой охлаждения эти эффекты отражаются перегибами или остановками. Одновременно изменяются физические и механические свойства сплава. Измеряя их, можно уточнить температуру фазового превращения, если тепловой эффект слабо выражен. Точки перегибов и остановок на кривой охлаждения называются критическими точками, или точками фазовых превращений данного сплава.

Получив множество кривых охлаждения, критические точки переносят на график в координатах «температура – состав», получая, таким образом, диаграмму состояния (рис. 54).

а б

Рис. 54. Кривые охлаждения (а) получены экспериментально;

диаграмма состояния (б) построена по экспериментальным данным

Дата добавления: 2014-01-11