Кристаллизация и диаграммы состояния сплавов

Кристаллизация

Кристаллизация сплавов подчиняется тем же закономерностям, что и кристаллизация чистых металлов. Необходимым условием является стремление системы в состояние с минимумом свободной энергии.

Основным отличием является большая роль диффузионных процессов, между жидкостью и кристаллизующейся фазой. Эти процессы необходимы для перераспределения разнородных атомов, равномерно распределенных в жидкой фазе.

В сплавах в твердых состояниях, имеют место процессы перекристаллизации, обусловленные полиморфными превращениями компонентов сплава, распадом твердых растворов, выделением из твердых растворов вторичных фаз, когда растворимость компонентов в твердом состоянии меняется с изменением температуры. Эти превращения называют фазовыми превращениями в твердом состоянии.

При перекристаллизации в твердом состоянии образуются центры кристаллизациии происходит их рост.

Обычно центры кристаллизации возникают по границам зерен старой фазы, где решетка имеет наиболее дефектное строение, и где имеются примеси, которые могут стать центрами новых кристаллов.

Процессы кристаллизации сплавов изучаются по диаграммам состояния.

Диаграммы состояния

Диаграммами состояния называется графическое изображение того или иного сплава в зависимости от его концентрации и температуры. Диаграммы состояния называются ещё и диаграммами равновесия (построены в условия термодинамического равновесия - медленное охлаждение из жидкого состояния), т.к. показывают равновесное, устойчивое состояние сплава.

Диаграмма состояния представляет собой графическое изображение состояния сплава. Если изменяется состав сплава, его температура, давление, и состояние сплава также изменяется, то это находит графическое отображение в диаграмме состояния.

Диаграмма состояния показывает устойчивые состояния, т. е. состояния, которые при данных условиях обладают минимумом свободной энергии.

Диаграмма состояния может также называться диаграммой равновесия, так как она показывает, какие при данных условиях существуют равновесные фазы. В соответствии с этим и изменения в состоянии, которые отражены на диаграмме, относятся к равновесным условиям, т. е. при отсутствии перенагрева или переохлаждения.

Однако, превращения в отсутствие переохлаждения или перенагрева, в действительности не могут совершаться, поэтому диаграмма состояния представляет собой теоретический случай, а в практике используется для рассмотрения превращений при малых скоростях нагрева или охлаждения.

ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫЕ СПЛАВЫ

Дата добавления: 2015-07-07