Диаграммы состояния II типа

Категория:
Сплавы


Диаграммы состояния II типа

Диаграммы состояния II типа характеризуют системы, компоненты которых взаимно полностью растворяются как в жидком, так и в твердом состоянии. Примером этого может служить система сплавов медь — никель (Си — Ni).

Если взять несколько сплавов Си — Ni различной концентрации и произвести наблюдение за процессами их охлаждения подобно тому, как мы это делали со сплавами Pb—Sb, то по полученным критическим точкам можно построить диаграмму состояния сплавов системы Си—Ni.

На рис. 1, б в координатах температура — концентрация размечены точки по кривым рис. 1, а; «при соединении этих точек образуются две кривые: верхняя — ликвидуса и нижняя — солидуса. Эти кривые показывают, что как начало, так и окончание затвердевания происходят при неодинаковых температурах для различных сплавов системы.

Рис. 1. Диаграмма состояния системы сплавов Си—Ni

Проследим процесс затвердевания на примере сплава, содержащего 50% Си. Выше точки а сплав находится в жидком состоянии. При охлаждении в точке а из жидкого раствора начинают выделяться кристаллы в виде твердого раствора меди в никеле, причем концентрация этого первоначального твердого раствора отличается от исходной повышенным содержанием высокоплавкого компонента (Ni) и может быть приблизительно определена, если из точки а провести горизонталь до пересечения с линией солидуса, В нашем примере концентрация никеля в центрах кристаллизации достигнет 83%. При дальнейшем охлаждении кристаллы твердого раствора растут за счет жидкой фазы, непрерывно обедняющейся никелем, и последние «капли» жидкого раствора содержат значительно меньше никеля, чем исходный жидкий раствор.

Однако вследствие весьма медленного охлаждения в каждый момент кристаллизации состав кристаллов выравнивается путем диффузии.

Если же охлаждение в процессе кристаллизации происходит быстро, состав внутри кристаллов не успевает выравняться и внутренние части каждого кристалла содержат больше тугоплавкого компонента (никеля), чем внешние.

Это явление называется внутри кристалл и ческой ликвацией.

Таким образом, ликвацией называют неоднородность химического состава сплавов, возникающую при кристаллизации.

Внутрикристаллическая ликвация может быть уничтожена отжигом, и тогда сплав — твердый раствор будет всюду иметь исходную концентрацию никеля (50%).

Следовательно, сплавы — твердые растворы в отличие от сплавов — смесей являются однофазными.

Взаимная растворимость компонентов в твердом состоянии определяется:
1) близостью их расположения в периодической системе Менделеева (т. е. сходностью строения электронных оболочек их атомов);
2) близостью атомных диаметров;
3) подобием формы кристаллических решеток;
4) близостью температуры плавления компонентов.

При уменьшении сродства компонентов по одному или нескольким из этих признаков образуются системы сплавов с ограниченной взаимной растворимостью.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум