ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Примеры более сложных диаграмм двухкомпонентных систем Сплавы металлов и их соединений. Интерметаллические соединения из "Правило фаз Издание 2" Однокомпонентная система, составленная из двух фаз, обладает одной степенью свободы f=n-( 2—k f=l- -2—2 = = 1. На диаграммах рис. 26, 28 и др. даны примеры зависимости между put при наличии двух фаз жидкость—пар, жидкость—кристаллы, кристаллы—пар. Сосуществованию трех фаз на этих диаграммах отвечает инвариантная точка. [c.231] Диаграмма рис. 63 построена без наложения подобных ограничений. Это позволяет рассматривать трехфазные системы из различных сочетаний двух жидких фаз Ьх и г), кристаллов каждого из компонентов (А и В) и пара (V). [c.232] Жирными линиями на диаграмме обозначены кривые, отвечающие трехфазным системам с одной степенью свободы. Кривые, отвечающие двухфазным системам с одной степенью свободы, т. е. индивидуальным компонентам А и В, даны на рис. 63 тонкими линиями. Кроме проекции объемной диаграммы на плоскость р—Т на рис. 63 даны также проекции на плоскости % состав — р и % состав — Т. [c.233] Диаграмма рис. 63 показывает, что при температурах Q и и, следовательно, давлениях PQ и Ре возможно равновесное сосуществование четырех фаз. При температуре Q система состоит из кристаллов А, жидкости п, жидкости и и пара д. При температуре Е — из кристаллов А, кристаллов В, жидкости р и пара т. Обе системы инвариантны, так как / = п+2—/ = 2-1-2—4 = 0. [c.233] В обоих случаях условия существования системы можно изменить так, что исчезнет только одна фаза тогда оставшиеся три фазы образуют моновариантную систему, существование которой при каждой температуре требует строго определенного давления. [c.233] Сопоставляя область расслаивания раствора, находящегося в равновесии с паром, и область расслаивания раствора, находящегося в равновесии с кристаллами А, мы видим, что эти области достигают своих критических точек при различных температурах. Равновесное сосуществование двух растворов 1 и 2 с кристаллами А требует более высокого давления, и это способствует тому, что в данном случае взаимная неограниченная смешиваемость компонентов А и В в жидкой фазе достигается при более низкой температуре (точка /С ), чем неограниченная смешиваемость этих же компонентов, когда два раствора находятся в равновесии с насыщенным паром (точка /С). [c.234] Физико-химический анализ, как уже было отмечено выше, позволяет устанавливать появление и исчезновение фаз без выделения этих фаз из общей массы. Несмотря на всю ценность подобных методов, всегда желательно проверить полученные выводы непосредственным наблюдением присутствующих в системе фаз. Для этого микроструктура сплавов исследуется под микроскопом. [c.235] Если объект позволяет приготовить достаточно тонкий и прозрачный шлиф, то в проходящем, особенно в поляризованном, свете делается видна неоднородность структуры. При этом необходимо учитывать и то, что кристаллы расположены в сплаве в хаотическом беспорядке и то, что каждая фаза дает кристаллы особой характерной формы. Все же определить качественно фазовый состав сплава обычно довольно легко. [c.235] В случае однофазной структуры сплава протравленный шлиф все же выглядит неоднородным, так как вследствие анизотропности кристаллов различно ориентированные срезы растворяются с неодинаковой скоростью. [c.236] Метод исследования микроструктуры отполированной и протравленной поверхности металла в отраженном свете был введен в практику русским горным инженером П. П. Аносовым в 1831 году. Этот метод широко используется в металлографии и в настоящее время. Он позволяет выяснить, как зависит структура затвердевшего сплава от состава и от режима охлаждения, и дает возможность изучать связь между структурой сплава и его свойствами. Благодаря этому методу можно сознательно искать пути получения сплавов с заданными свойствами. [c.236] При застывании металлических сплавов очень часто образуются твердые растворы. Свойства твердых растворов с изменением их состава изменяются непрерывно, но характер зависимости свойств от состава может быть различным. Так, например, в сплавах золота и серебра коэффициент теплового расширения р между 17° и 144° и удельный объем при 15° 15 изменяются линейно. Прямая соединяет значения соответствующих констант каждого из компонентов, отложенных по соответствующим осям диаграммы рис. 64. Зависимости остальных свойств сплава от его состава, приведенные на этом рисунке, описываются плавными кривыми линиями, проходящими через максимум или минимум, например, модуль упругости Е, модуль твердости Н, удельная электропроводность X, термоэлектродвижущая сила в паре со свинцом е, температурный коэффициент электрического сопротивления от 0° до 100° С Оо-юо- Вид этих кривых характерен для твердых растворов металлов. [c.236] Относительное повышение механической прочности твердых растворов металлов объясняется тем, что всякое механическое воздействие стремится сдвинуть один относител но другого плоские слои атомов кристаллической решетки металла. В твердых растворах решетка деформирована. Поэтому она больше сопротивляется подобным сдвигам, и ее механическая устойчивость повышается. [c.236] В тех случаях, когда примесь второго компонента слишком сильно искажает кристаллическую решетку, некоторая область концентраций твердого раствора оказывается неосуществимой и имеет место разрыв непрерывности состава. [c.237] Если фигуративная точка всей системы лежит в области разрыва непрерывности, то застывший сплав представляет собой тонкую смесь двух фаз, каждая из которых является твердым раствором с особой кристаллической структурой. [c.237] Электропроводность интерметаллических соединений обычно меньше электропроводности компонентов. Если электропроводность одного компонента высока, а другого низка, то соединение обладает промежуточной электропроводностью. [c.238] Интерметаллические соединения могут образовывать со своими компонентами твердые растворы. Наличие интерметаллического соединения в твердом растворе может быть установлено с помощью физико-химического анализа по сингулярным точкам на кривых состав — свойство (см. 56). [c.238] Вернуться к основной статье