Диаграммы состояния тройных систем

Как было показано, диаграммы состояния двойных сплавов строят на плоскости: по оси абсцисс откладывают концентрацию компонентов, по оси ординат - температуру. Для тройных сплавов более распространенным является пространственное изображение.

Рис. 28. Концентрационный треугольник

В качестве основания диаграммы применяют равносторонний треугольник, называемый концентрационным. Температуру отклады­вают по оси, перпендикулярной плоскости концентрационного тре­угольника. Вершина треугольника отвечает концентрациям, соответ­ствующим чистым компонентам А, В и С изучаемой системы (рис. 28). На сторонах треугольника откла­дывают концентрации соответствую­щих двух компонентов: А - В, В - С, С - А. Каждая точка внутри тре­угольника отвечает составу какого-либо определенного тройного спла­ва. Состав сплавов определяется, исходя из известной теоремы: в равностороннем треугольнике сумма трех перпендикуляров, опущен­ных из любой точки К, лежащей внутри треугольника, на его стороны равна высоте треугольника.

Высоту треугольника принимают за 100 %, тогда перпендикуляры Ка, Кс и Kb будут характеризовать концентрации отдельных ком­понентов тройного сплава (рис. 28). Количество каждого компо­нента определяют величиной перпендикуляра, опущенного на про­тиволежащую сторону, т. е. количество компонента С определится величиной перпендикуляра Кс, компонента А - Ка, компонента В - Kb.

Чаще состав сплавов определяют не по величине перпендикуляров, а по величине отрезков, отсекаемых на сторонах треугольника линиями, параллельными сторонам треугольника (линии dh, ke, qf), т. е. по отрезкам Ad, Be, и Cf. Отрезок Ad соответствует кон­центрации компонента В, отрезок Be - компонента С, а отрезок Cf - компонента А. Концентрацию определяют в направлении движения часовой стрелки (на рис. 28 указано стрелками), но можно опреде­лять и в противоположном направлении.

Рис. 29. Диаграммы состояния сплавов трех компонентов с пол­ной растворимостью в жидком и ограниченной растворимостью в твердом состоянии:

а - с эвтектическим равновесием; б - с перитектическим рав­новесием

Взаимодействие компонентов в тройных сплавах аналогично двойным: возможно образование гетерогенных смесей, твердых растворов и химических соединений; возможны эвтектические и перитектические реакции, полиморфные превращения и т. п. Отличие состоит в том, что в двойных системах превращения обозначаются линиями и точками, а в тройных - плоскостями и линиями. Напри­мер, не линия ликвидус, а поверхность ликвидус (или поверхность солидус), не линия эвтектики, а эвтектическая поверхность. Состав двойной эвтектики определяется не точкой, а линией. И только тройная эвтектика проектируется на плоскости треугольника точкой. Все сказанное можно проследить, изучив две типовые диаграммы состояния сплавов трех компонентов (рис. 29).

Контрольные вопросы к главе 2

1. Что такое компонент, фаза, физико-химическая система, число сте­пеней свободы?

2. Охарактеризуйте основные виды фаз в металлических сплавах.

3. Что представ­ляют собой твердые растворы замещения и внедрения?

4. Как строятся диаграммы состояния?

5. Каков принцип построения кривых нагре­вания и охлаждения с помощью правила фаз.

6. Каким образом определяют­ся состав фаз и их количественное соотношение?

7. Диаграмма состояния для случая неограниченной растворимости компонентов в жидком и твердом состояниях.

8. Диаграмма состояния эвтектического типа.

9. Диаграммы состояния для сплавов, когда компоненты образуют химические соединения.

10. Диаграммы состояния для сплавов, испытывающих полиморфные превращения.

11. В чем различие меж­ду эвтектоидным и эвтектическим превращениями?

12. Виды ликвации и способы ее устранения.

13. Физико-химический закон Курнакова.

14. Связь между типом диаграммы состояния и возможностью термической обработки сплавов.

15. Основные положения при выборе сплавов для конкретного назначения.

Глава 3

Дата добавления: 2014-01-05