Диаграмма состояний сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом виде (iv тип)

Диаграмма состояний IV типа рассматривается на конкретном примере совокупности сплавов А1 — СиА12.

медь и Алюминий при определенном соотношении способны дать химическое соединение СиА12 с образованием максимума на кривой ликвидус. Разделяя известным образом диаграмму состояний А1 — Си по этому максимуму на две части, приобретают изучаемую тут диаграмму состояний совокупности А1 — СиА12 (рис. 1) .

Диаграмма состояний сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом виде (iv тип)

Рис. 1. Диаграмма состояний сплавов А1—СиА12

Дабы уменьшить изучение, ее полезно разглядывать как сочетание диаграмм состояний I и III типов.

Поведение компонентов совокупности А1 и СиА12 характеризуется следующими изюминками:
1) в жидком виде компоненты образуют неограниченный жидкий раствор;
2) в жёстком виде они образуют ограниченный жёсткий раствор с некоей предельной концентрацией меди, уменьшающейся с понижением температуры;
3) сплавы с числом меди, превышающим предельную растворимость, способны образовывать эвтектику.

При растворении химическое соединение СиА12 диссоциирует и в растворе с алюминием выясняются атомы меди. На этом основании с равным правом говорят о жёстком растворе в алюминии или химического соединения СиА12, или меди.

Как видно из рис. 1, при кристаллизации любого доэвтекти-ческого сплава происходит выделение не чистого алюминия, а алюминия и твёрдого раствора меди, обозначаемого а.

Линия ликвидус имеет такой же вид, как и у диаграммы первого типа (сплавов — механических смесей), а линия солидус более сложна и складывается из двух частей: а) криволинейного участка и б) прямолинейного горизонтального участка (эвтектической горизонтали). Линия MN говорит о уменьшении содержания меди в жёстком растворе а с понижением температуры.

Диаграмма состояний сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом виде (iv тип)

Рис. 2. Иллюстрация к рассмотрению вторичной кристаллизации и применению правила отрезков при распаде жёсткого раствора

Диаграмма IV типа имеет наклонную линию MN, характеризующую процессы фазового превращения сплавов в жёстком состоянии. Дабы обрисовать эти процессы, разглядим охлаждение сплава. Превращения в этом сплаве до области жёсткого раствора идут в соответствии с диаграммой III типа Простым порядком. При разных температурах в точках / и Жёсткий раствор еще не насыщен. Понижение температуры до точки на линии MN ведет к насыщению раствора, а при температуре ниже линии MN жёсткий раствор пересыщается и создаются, так, условия для выпадения из него излишней фазы. Данной фазой есть химическое соединение СиА12. В следствии ее выпадения структура сплава в точке 3 будет складываться из химического соединения и твёрдого раствора СиА12и, которое по характеру образования (выпадение не из жидкого, а из жёсткого раствора) именуется вторичным и отмечается знаком //. Линия MN именуется линией переменной растворимости меди в алюминии.

В области V структура сплава характеризуется фазовым составом а + CuA12|I . При понижении температуры количество СиА12и возрастает и благодаря этого концентрация жёсткого раствора по меди значительно уменьшается. Определение количественного соотношения весов жёсткого раствора и CuAl2u,a кроме этого определение концентрации (состава) фаз в области V возможно осуществить при помощи правила рычага.

Диаграмма состояний сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом виде (iv тип)

Рис. 3. Схемы микроструктур сплава с 4% меди при различных температурах: 1 — ненасыщенный жёсткий раствор; 2 — выделение CuAlj,, по границам зерен; 3 — большое количество СиАЦ, и жёсткий раствор с минимальным содержанием меди

Жёсткие растворы принято обозначать буквами греческого алфавита: а, 0, f, 8 и т. д.

На диаграмме Al — СиА12 имеется лишь одна область жёстких растворов меди в алюминии, каковые обозначаются а. В случае если нужно указать, что раствор а имеет определенную концентрацию, соответствующую, к примеру, предельной насыщенности, Т т0 возможно написать 05,5.

Диаграмма состояний сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом виде (iv тип)

Рис. 4. Иллюстрация к рассмотрению алюминиевомедных сплавов: а — диаграмма состояний; б — схема микроструктуры: А — жёсткий раствор; Б — эвтектика

При охлаждении от точки 4 до точки 5 сплав будет подвергаться предстоящему фазовому превращению. Наряду с этим СиАЬ сохранится без трансформации, поскольку это химическое соединение устойчиво при температурах ниже эвтектической. Превращение коснется лишь жёсткого раствора. Жёсткий раствор а5,5 при охлаждении окажется пересыщенным и начнет выделять избыточную медь в виде СиАЦ, потому, что растворимость меди в алюминии с понижением температуры падает, а медь неспособна выделяться в чистом виде.

Чтобы не было путаницы направляться выделить, что СиАЬ будет выделяться не только из кристаллов первичного (избыточного) жёсткого раствора а, вместе с тем из кристаллов жёсткого раствора а, входящих в эвтектику. Отметим, что фазу а составляют все подряд кристаллы жёсткого раствора а, в какую бы структурную составляющую они ни входили.

DiC Logo History (1983-2008) Special 500 subscribers Update 2.0


Читать также:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: