Диаграммы состояния сплавов, образующих химические соединения с полиморфными и эвтектоидными превращениями

Металлы в сплавах могут образовывать устойчивые и неустойчивые химические соединения. Рассмотрим диаграмму состояния при образовании устойчивого химического соединения. Такое соединение дает, например, система Ca-Mg. Рассмотрим систему из компонентов А и В, которые образуют устойчивое соединение AmBn. Химическое соединение устойчиво, поэтому оно поддается нагреву без разложения до определенной температуры плавления. Это однокомпонентная система, тогда при плавлении С = К-Ф + 1 = 1 - 2 + 1 = 0. На рис. 1 показана диаграмма состояния сплавов, где компоненты А и В образуют устойчивое химическое соединение.

Рис. 1. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых образуют химические соединения

Если в системе образуется стойкое химическое соединение, его можно рассматривать как самостоятельный компонент. Тогда диаграмма разбивается на две диаграммы состояния: 1) с компонентами А + AmBn и 2) с компонентами AmBn + В.

Точка С соответствует температуре плавления соединения AmBn. На диаграмме имеются две эвтектические точки: Эвт1 (кр.А + кр. AmBn); Эвт2(кр.В + кр. AmBn). Эвт1 – смесь кристаллов компонента А и химического соединения AmBn. Эвт2 – смесь кристаллов компонента В и химического соединения AmBn. Заэвтектический сплав (для эвтектики Эвт1) и доэвтектический сплав (для эвтектики Эвт2) состоят из первичных кристаллов AmBn и эвтектики Эвт1 и Эвт2, соответственно. Кристаллизация таких сплавов происходит подобно кристаллизации сплавов, образующих механическую смесь кристаллов чистых компонентов А и В. Однако, кроме выделения кристаллов чистых компонентов А и В, образуются кристаллы химического соединения AmBn. Поэтому диаграмма сплавов с химическим соединением является сложной, состоящей из двух простых диаграмм. Если компоненты А и В образуют два или более химических соединений, то диаграмма состояния как бы составлена соответственно из трех, четырех и более простых диаграмм.

Число компонентов и количество диаграмм зависит от того, сколько химических соединений образуют основные компоненты системы. Число фаз и вид простых диаграмм определяются характером взаимодействия между компонентами.

На рис. 2 (рис.6.8П.) приведена диаграмма состояния сплавов, где компоненты А и В образуют неустойчивое химическое соединение AmBn, которое при определенной температуре распадается на жидкость и один из компонентов.

Рис. 2. Диаграммы состояния (б) и кривые охлаждния (а) сплавов, компоненты которых образуют неустойчивые химические соединения

При нагреве неустойчивое химическое соединение AmBn распадется на жидкость и кристаллы В, а при охлаждении происходит обратная реакция: Ж + В ® AmBn. В отличие от образования перитектики жидкость взаимодействует с выпавшими кристаллами и образует не новый твердый раствор, а химическое соединение. Верхняя площадка на диаграмме соответствует образованию неустойчивых химических соединений, а нижняя – образованию эвтектики (А + AmBn).

Дата добавления: 2015-07-15