Лекция 6 Теоретическое и прикладное материаловедение 1

число превращающихся фаз может быть равно 1,2,…, f-1, а число

Для трехфазной системы может быть максимум две превращающихся фазы, чему отвечает одна образующаяся фаза

случае возможными фазами являются:
Можно записать два возможных варианта:
L↔α+β
L +β ↔α

для эвтектического и перитектического превращений в системе A-B имеем:

Если взаимодействие

рассматривать как совокупность трех конод, символизирующих наличие трех указанных двухфазных

постоянной температуре и постоянном составе фаз. Возможны только два варианта:

F1↔F2+F3

К эвтектическому типу относятся следующие реакции:
эвтектическая L↔α+β;
эвтектоидная γ↔α+β;
монотектическая L1↔L2+α;
монотектоидная γ1↔γ2+α;
метатектическая (кататектическая) γ↔α+L;

образуется третья, промежуточная по составу фаза – это реакция перитектического

К перитектическому типу относятся следующие реакции:
перитектическая α+ L↔β;
перитектоидная γ + α ↔β;
синтектическая L1 + L2↔α.

Любое из приведенных трехфазных равновесий может рассматриваться как сочетание двухфазных равновесий: F1↔F2; F1↔F3; F2↔F3

Сплав обладает полной взаимной растворимостью в жидком состоянии.
В твердом

L↔A+B

Следует запомнить, что:
Состав эвтектики всегда постоянен.
Выше линии эвтектики состав жидкой фазы определяется линией ликвидуса, а состав твердой фазы постоянен.
Есть отличие между понятиями «фаза» и «структурная составляющая».

Структурные составляющие - это те структурно однородные элементы, из которых состоит сплав.

фазы: L, A, B
В интервале 2-3 в равновесии находится 2

h

количество фазы L в точке m

т. 2 трехфазное равновесие L→A+B
жидкость перешла в мелкодисперсную фазу A+B

количество структурной составляющей эвтектики

0-1 охлаждение жидкого сплава

1-2 начало кристаллизации с выделением кристаллов A

2-3 охлаждение твердого сплава

На линии phg – определяется состав твердого раствора

В т. 3 фазы A и B, структурные составляющие A и эвт(А+B)

температуры растворимости элемента в твердом растворе от химического состава
Доэвтектические сплавы –

Диаграмма состояния эвтектического типа

состоянии и ограниченной растворимостью в твердом состоянии
Сплав 1
0-1 Охлаждение жидкого

Сплав 2

0-1 Охлаждение жидкого сплава;
т.1 Начало процесса кристаллизации с выделением кристаллов ;
1-2 Дальнейшая кристаллизация с выделением кристаллов ;
т. 2 Конец выделения кристаллов ;
2-3 Охлаждение твердого сплава.
т.3 Начало выделения кристаллов β из  - твердого раствора;
3-4  твердый раствор пересыщен и из него выделяются избыточные кристаллы →βII

кристаллов ;
1-2 Дальнейшая кристаллизация с выделением кристаллов ;
т. 2 Эвтектическое

Диаграмма состояния эвтектического типа с полной взаимной растворимостью в жидком состоянии и ограниченной растворимостью в твердом состоянии

твердый раствор.

кристаллов.

Pb-Sn
Определить : (a) растворимость олова в твердом свинце при 100oC,

Следовательно, растворимость олова (Sn) в свинце (Pb) при 100oC составляет

Решение поставленной задачи:

b) Максимальная растворимость свинца (Pb) в олове (Sn), которая определяется по стороне фазовой диаграммы богатой оловом, наблюдается при эвтектической температуре 183oC и составляет 97,5% Sn.

г -фазы = 0.02 х91.8 г = 1,836 г. Поскольку

Продолжение решения

(e) Масса свинца (Pb) в -фазе = 98% Sn  91,8 г -фазы = 0,98  91,8 г = 89,964 г
Масса свинца (Pb) в β –фазе = 90 – 89,964 = 0.036 г.

фаз в ней изменяется!
Состав фаз тоже и изменяется!
Но химический

охлаждении или плавлении эвтектики при одной и той же температуре.

олова из жидкости, предпочтительно диффундируют к площадке β-фазы, а атомы

фаз. Каждая колония представляет собой двухфазный бикристалл, то есть сросток

Рост эвтектики – совместный кооперативный
рост двух взаимопереплетенных кристаллов
разных фаз

В жидкости перед растущим бикристаллом очень быстро протекает
разделительная диффузия: перемещение атомов к разным фазам.

является богатой свинцом твердой -фазой, а светлая составляющая богатая оловом

осторожно выводы о реальной пространственной структуре эвтектики по единичным сечениям!

количество и состав каждой фазы в сплаве свинец-олово эвтектического состава.

200 г сплава
= масса сплава х часть  фазы

(c) Масса Pb в α фазе = масса  фазы в 200 г  (концентрация Pb в α) = (90,7 г)  (1 – 0,190) = 73,467 г
Масса Sn в α фазе = масса  фазы – масса Pb в  фазе = (90,7 – 73,467 г) = 17,233 г
Масса Pb в β фазе = масса β фазы в 200 г  (весовое количество Pb в β) = (109,3 г)  (1 – 0,975) = 2.73 г
Масса Sn в β фазе = полная масса Sn – масса Sn в α фазе = 123,8 г – 17,233 г = 106,57 г

Pb-30% Sn
Для сплава Pb-30%Sn, определите представленные фазы, их количество и

сплава
Определить количество и состав каждого микрокомпонента в сплаве Pb-30% Sn

эвтектики, наросшая на первичные кристаллы,
βэ – эвтектика, вырожденная в прослойку

Вырожденная эвтектика

твердого раствора при неравновесной кристаллизации изменяется по кривой df.
Равновесная кристаллизация

микроструктуре.

особым приемом, основанным на том, что длина горизонтальных отрезков кривых охлаждения

определения положения эвтектической точки e на горизонтали ab и концов горизонтали a

100 К)