Проекція просторової потрійної діаграми на площину

Якщо нас цікавить тільки структура сплавів після повного затвердіння, то можна скористатися проекцією просторової діаграми на площину концентраційного трикутника (мал. 122, в). Дійсно, якщо дивитися на просторову діаграму (мал. 122, а) зверху; те усередині трикутника видні лінії подвійних эвтектик ЕЕ₁, ЕЕ₂, ЕЕ₃і крапка потрійний эвтектики Е, а на сторонах трикутника — крапки подвійних эвтектик у подвійних сплавах Е_1, Е₂, Е₃.

Уведемо допоміжні штрихові лінії, що з'єднують крапку потрійний эвтектики з вершинами трикутника. Тоді проекція потрійної діаграми розділиться на шістьох областей (мал. 122, в).

Вище докладно була розглянута кристалізація сплаву О, що знаходиться в області 5, і встановлено, що процес йде наступними етапами: а) виділення первинних кристалів чистого компонента; б) виділення подвійний эвтектики; в) виділення потрійний эвтектики.

Аналогічно цьому протікає кристалізація сплавів і в інших областях, тільки виділятися будуть кристали інших компонентів і інші подвійні эвтектики. Так, у сплавах області 6 буде виділятися той же елемент А_I, але подвійна эвтектика (А + В).

У першій області буде виділятися елемент В и подвійна эвтектика (А + В). Потрійна эвтектика буде у всіх сплавах цієї діаграми та сама (А + В + С). Звідси випливає простої правило: крапки, що знаходяться у вершинах кожної області, спроектованої на площину концентраційного трикутника, характеризують структурні складові, котрі утворяться в сплавах цієї області потрійної діаграми.

Так, вершинами області 3 є крапки С, Е₂ і Е — значить структура сплавів цієї області: С_I+ (В + С) + (А + В+ С).

Нижче приведені структури для всіх областей трикомпонентного сплаву, спроектованого на площину (мал. 122, в).

Область Структура

1 B_I+(А+ В) +(А+В+С)

2 В₁+(В+С)+(А+В+С)

3 С₁+(В+С)+(А+В+С)

4 С₁+(В+С)+(А+В+С)

5 А₁+(В+С)+(А+В+С)

6 А₁+(А+В)+(А+В+С)

Любою потрійний сплав цієї системи після кристалізації буде складатися з трьох фаз кристалів А, В, С.

Сплави, що знаходяться на лініях цієї діаграми, після кристалізації будуть мати дві структурні складові, що вказуються ; крайніми крапками цієї лінії.

Сплави, що лежать на лініях подвійних эвтектик, будуть складатися з подвійної і потрійний эвтектик; вони не мають вільних кристалів компонентів А, В, С, а саме:

На лінії подвійний эвтектики	Структура
ЕЕ	(А + В) + (А + В + С)
ЕЕ₂	(В + С) + (А + В + С)
ЕЕ₃	(А + С) + {А + В + С)

Сплави, що лежать на допоміжних штрихових лініях, що з'єднує вершини трикутника з крапкою потрійний эвтектики, будуть складатися з вільних кристалів А, В, С и потрійний эвтектики (А + В + С) вони не містять подвійних эвтектик:

Лінії Структура

СЕ С_I + (А + В+ С)

ВЕ В_I+(А + В + С)

АЕ А_I + (А + В + С)

На сторонах трикутника не буде потрійний эвтектики, тому що там розташовуються подвійні сплави.

ДІАГРАМА СТАНУ ПОТРІЙНИХ СПЛАВІВ, ЩО УТВОРЮЮТЬ НЕОБМЕЖЕНІ ТВЕРДІ РОЗЧИНИ

У результаті кристалізації сплавів цієї системи повинне вийти однофазний стан, тобто будь-який сплав повинний складатися з однорідних кристалів потрійного твердого розчину.

Просторове зображення цієї діаграми показано на рис, 123, а; верхня поверхня, утворена крапками п, є поверхнею ліквідусу, а нижніми, утвореними крапками т, — поверхнею солідуса.

Якщо спроектувати таку діаграму на площину, то вийде порожній трикутник. Це цілком природно, тому що всі сплави такої системи мають однакова будівля, представляючи собою кристали твердого розчину. Як характеристику системи давати порожній концентраційний трикутник не має змісту. У таких випадках указують, що компоненти системи утворять необмежені тверді розчини. Інтерес представляють ізотермічні перетини такої діаграми. Якщо провести ізотермічну площину між температурами плавлення найбільш тугоплавкого і менш тугоплавкого компонента, то така площина перетне і поверхню ліквідусу, і поверхня солідуса.

Так, на мал. 123, б ізотермічна площина t⁰ (тобто проведена на висоті температури t°) перетинає поверхню ліквідусу по лінії аб, а отже, усі сплави, що лежать на лінії аб, почнуть

Рис. 123,б. Діаграма стану потрійних сплавів, що утворять необмежені тверді розчини:

а — просторове зображення діаграми; б — перетин просторової діаграми ізотермічною площиною

Рис. 124. Ізотерми ліквідусу (а) і солідуса (б) потрійних сплавів системи Мn-Nі-Сu

Рис. 125. Потрійна діаграма стану сплавів системи Рь-ві-Sn} а - просторове зображення; б — проекція просторової діаграми на площину з ізотермами ліквідусу

затвердевать при температурі t° С, тобто будуть мати однакову температуру ліквідусу. Такі лінії називаються ізотермами ліквідусу.

Ця ж площина t⁰ перетинає поверхню солідуса по лінії вг. Отже, у всіх сплавах, що лежать на лінії вг, затвердіння закінчиться при температурі t°, тобто ці сплави будуть мати однакову температуру солідуса. Такі лінії називаються ізотермами солідуса.

Потрійні сплави Мn-N_і-Сu мають необмежену розчинність у твердому стані, тобто при будь-якому складі в рівноважних умовах утворять однорідні тверді розчини. На мал. 124 приведені ізотерми ліквідусу і солідуса для сплавів Мn-N_і-Сu. За допомогою такт діаграм можна легко визначити температуру ліквідусу (початку затвердіння, кінця плавлення), солідуса (кінця затвердіння, початку плавлення); інтервал температур кристалізації, тобто різниця між температурою ліквідусу і солідуса. Наприклад, у сплаву О (мал.124) 50 % Мn (крапка а); 30 % N_і (крапка b), 20 % Сu (крапка с) температура ліквідусу (мал. 124, а) знаходиться між ізотермами ліквідусу 960 і 1000 °С; її можна прийняти рівної 990 °С, тому що крапка сплаву ближче до ізотерми 1000 °С.

Температура солідуса цього сплаву (мал. 124, б) знаходиться між ізотермами солідуса 960 і 1000 °С; її можна прийняти рівної 980 ^СС, тому що крапка сплаву виявилася посередине між ізотермами.

У цьому випадку інтервал кристалізації складає 990 — 980 = = 10°С.

Вважаючи, що температури ліквідусу і солідуса близькі, інтервал температур кристалізації невеликий, можна припустити, що такий сплав буде мати порівняно гарну жидкотекучесть, малу розсіяну пористість, у нього буде невелика схильність до дендритної ліквації (див. мал. 108), тобто можна заздалегідь оцінити деякі властивості такого сплаву.

Ізотермічні перетини будують і для розглянутої раніше діаграми потрійних сплавів, що утворять механічну суміш. Але ізотермічні перетини в цьому випадку дають тільки ізотерми ліквідусу (температура солідуса однакова для всіх сплавів даної системи і дорівнює температурі затвердіння потрійний эвтектики).

Потрійні сплави Рb-Ві-Sn характеризуються практично повною нерозчинністю компонентів у твердому стані, тобто утворять механічну суміш. Просторова діаграма сплавів Рb-Ві-Sn приведена на мал. 125, а, а проекція цієї діаграми з ізотермами ліквідусу — на мал. 125, б.

Розглянемо за допомогою цих діаграм затвердіння і структуру сплаву 70 % Рb (крапка а); 20 % Sn (крапка с); 10 % Bi (крапка б) (див. мал. 125, крапка О). Після повного охолодження сплав буде мати структуру

Рb + евт (Рb + Sn) + евт (Рb + Sn + Ві). (41)

Температура ліквідусу цього сплаву лежить на ізотермі 250 °С.

Температура солідуса для всіх потрійних сплавів даної системи дорівнює 96° С (температура затвердінь потрійний эвтектики).

Інтервал температур кристалізації дорівнює 250 —96 = 154 °С. Етни інтервалом будуть визначатися: мала жидкотекучесть, велика схильність до утворення розсіяної пористості і тріщин.

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Діаграми стану подвійних сплавів	\|	СОВЕТЫ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ПРЯМОГО ВНУШЕНИЯ

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.006 сек.