Диаграми на състоянието с ограничена разтворимост, в която евтектика,
Министерство на образованието и науката на Украйна
Донбаски държавен технически университет
по дисциплина "Металургия"
„Диаграми на състоянието с ограничена разтворимост, в които възникват евтектични, перитектични, евтектоидни, перитектоидни трансформации“
1. Диаграма на състоянието с ограничена разтворимост при по-високи и по-ниски температури, с полиморфна трансформация в един от компонентите, с перитектични, евтектични и евтектоидни трансформации
Фигура 1 Диаграма на състоянието
Линията ESF е линията на евтектичното равновесие: ЖS ↔ βE + Аn ВmF.
Линията HRC е линията на евтектоидното равновесие: βR ↔ αH + An ВmC.
Линията ER е линията на ограничена разтворимост на компонент B в b-фаза (или компонент Ab).
Линията HN е линията на ограничена разтворимост на компонент В в а-фазата (или компонент Аа).
Линията DS (DFCC΄) е нестабилно химично съединение AnBm.
Линията KW е линията на ограничена разтворимост на компонент А в g-фазата (или компонент Б).
Сплави с концентрация на компоненти между точките HR (или H΄R΄) са хипоевтектоидни.
Сплавта, преминаваща през точката R (R΄), е евтектоидна.
R΄E΄ сплавите са хиперевтектоидни.
E΄S΄ сплавите са хипоевтектични.
Сплавта, преминаваща през точка S, е евтектична.
S΄С΄ сплавите са свръхевтектични.
Сплавта, преминаваща през точка D, претърпява чисто перитектична трансформация с образуването на нестабилно химично съединение AnBm.
Помислете за някои сплави:
В раздел 2 - 3 - AnBm се освобождава от Life по време на охлаждане. При t3 оставащототечност със състава на точка S се превръща в евтектика: АnВm + Zhost ↔ АnВm + (β + АnВm)
При температура t4 β-фазата, влизаща в евтектиката, се трансформира в евтектоида β ↔ α + AnВm
Съставът на течната фаза намалява по линията на ликвидус от точка 1 до точка S.
Съставът на твърдата фаза AnBm по линията на ликвидус DF (стрелки).
В температурния диапазон 1 - 2 сплавта се състои от: Zh + AnVm.
При температура под t2 настъпва евтектична трансформация: Аn Вm + L ↔ Аn Вm + (β + Аn Вm)
В температурния диапазон 2–3, излишните кристали AnBm се отделят от β-фазата, това се дължи на намаляване на разтворимостта на B в β-фазата (линия ER): β ↔ AnBm.
При температура малко под точка 3 настъпва евтектоидна трансформация, β-фазата се разлага на две нови: b ↔ α + An Bm
В температурния диапазон 3 - 4, в съответствие с линията HN (ограничава разтворимостта на компонент В в А (α-фаза)) излишните химически кристали се освобождават от α-фазата. съединения: α ↔ AnBm.
В t1 има равновесен набор от флуктуации на фазата и концентрацията.
При t2 размерът и броят на флуктуациите се увеличават по отношение на β фазата.
Под t2 започва процесът на кристализация.
При t3: точка f описва състава на β-твърдия разтвор.
Точка q - описва състава на течната фаза.
Количествено съотношение на фазите: fq.
Течната фаза променя състава си по линията на ликвидус - qS, а β-фазата по линията на солидус - fE.
Температурата t4 съответства на евтектичното равновесие на течността със състав - S, а β-фазата на точката - E.
Фазово съотношение над t4: конод ES
Под точка 4 течната фаза претърпява евтектична трансформация с образуването на евтектика: ZhS ↔ α + An Vm, по този начин ZhS = e (β + An Vm) = 33% (виж по-горе); β-фаза преди и след преобразуване = 67%.
При охлаждане до точка 5, съединенията AnBm се отделят от β-фазата (поради ограничението на разтворимостта на компонент B в β-фазата по линията ER) (освободените кристали се наричат вторични).
Структурата на сплавта в диапазона 4 - 5: β + eut-ka (β + AnBm) + AnBmII.
При температура малко под t5 настъпва евтектоидна трансформация, β-фазата се разлага с образуването на две фази: β ↔ α + An Вm
За да изчислим структурата след трансформацията, приемаме RC – 100% като правило.
Тази структура ще присъства до стайна температура (евтектоид (α + AnBm) + евтектик (евтектоид (α + AnBm) + AnBm) + AnBmII).
Броят на фазите в стаята: NC΄ - konoda α =?%, An Bm =?%.
Нека хвърлим бърз поглед към поредица от диаграми
Фигура 2 Диаграма на състоянието
Линия KSN - линия на евтектоидна трансформация (I-ва):
Линия PCD - линия на евтектоидна трансформация (II-та):
Фаза ε е стабилно химично съединение с променлив състав (AnBm).
HIR линия - перитектоидна трансформационна линия:
Нека разгледаме кристализацията и хода на превръщането на сплавите.
Над точка 1 сплавта е в течно състояние.
Интервал 1 - 2 - отделят се кристали от γ-фазата.
Интервал 2 - 3 - има γ-фаза.
Интервал 3 - 4 - отделя се нестабилно химично съединение ε (An Bm).
В ст. 4 настъпва евтектоидна трансформация:
В такт 5 се извършва перитектоидна трансформация:
Fusion II и III - за обмисляне за студенти.
Фигура 3 Диаграма на състоянието
Ред 123 - предтектично равновесие:
– перитектична реакция W + α ↔ AnBm
Ред 456 - евтектично равновесие:
– евтектична реакция W ↔ AnBm + B
Ред 789 - евтектоидно равновесие (7 8 9).
Сплав 1 - евтектоидна реакция.
В т. а - евтектична трансформация.
В т. б - евтектоидна трансформация.
За да изчислим структурните компоненти в температурния диапазон a - b, ще вземем сегмента 5 - 6 (100%) като конода:
Фигура 4 Диаграма на състоянието
Ред 123 - перитектично равновесие:
Ред 456 - перитектично равновесие:
Ред 789 - евтектоидно равновесие:
Под точка а, началото на кристализацията; кристалите на δ-фазата се открояват от W.
С t.b - предтектична трансформация:
При т. евтектоидно равновесие:
Структура след пълно охлаждане:
α + евтектоид (α + β).
1. Лахтин Ю.М., Леонтиева В.П. Материалознание. М., 1972, 1980
2. Гуляев А.П. Наука за металите. М., 1986
3. Новиков И.И. Дефекти в кристалната структура на металите. М., 1983