Лекция 8 Теоретическое и прикладное материаловедение

элементов или компонентов.
Трехкомпонентная фазовая диаграмма – фазовая диаграмма для

трех компонентов показывающая имеющиеся фазы и их состав при различных температурах. Для этих диаграмм требуется рисовать трехмерное изображение и получать двухмерные изотермические сечения. Для упрощения построения сечений используются концентрационные треугольники.

сторон.
Температура (°С)
Такая пространственная диаграмма состояния, позволяет изображать фазовые равновесия в

любом тройном сплаве и во всей системе A-B-C в целом при разных температурах (при постоянном давлении).

Вместо пространственных диаграмм широкое распространение получили сечения этих диаграмм горизонтальными и вертикальными плоскостями – изотермические и политермические разрезы.

показывают составы двойных сплавов,
а на плоскости изображаются составы тройных

сплавов.

отсекаемых на каждой одной из двух сторон треугольника при проведении

прямой, проведенной параллельно третьей стороне, принятой за основание, равна стороне треугольника.

Ca+Ab+Bc=AB=BC=AC=100%
или Oc+Oa+Ob=AB=BC=AC=100%

Если сторону концентрационного треугольника принять равной 1 или 100 %, то с помощью отрезков Ca, Ab и Bc можно определить концентрацию каждого из компонентов в сплаве О

Концентрация компонента А определяется с помощью отрезка Ca1 (Ba2), компонента B отрезком Ab1(Cb2) и компонента C отрезком Bc1 (Aс2)

содержат постоянное количество того компонента, который находится в вершине треугольника,

против этой прямой.

Сплавы b1b2 содержат постоянное количество компонента B, поскольку отрезки Ab1 и Cb2 для всех сплавов имеют одну и ту же длину. Прямые такого типа называют изоконцентратами. Для всех сплавов такой прямой характерно постоянное суммарное содержание двух других компонентов A и C, так как 100% – %B = %(A+C). Соотношение же между концентрациями компонентов A и C может изменяться в зависимости от того, где на прямой b1b2 находится фигуративная точка заданного состава.

треугольника. Содержат в постоянном отношении те компоненты, которые располагаются по

обе стороны от этой прямой.

Сплавы прямой Bm характеризуются постоянным отношением концентраций компонентов C/A. Если в сплаве М1 содержание компонентов невелико (фигуративная точка сплава близка к вершине компонента B), то в сплаве М2 оно значительно, однако отношение C/A в обоих сплавах остается одним и тем же (M1x1/M1х2=M2y1/M2y2 или Bx1/By1=Bx2/By2) и равным отношению C/A для двойного сплава m (Cm/Am).

Добавление к сплаву m из системы A-C третьего компонента B не изменяет отношение концентраций компонентов A и C, а только уменьшает их суммарное количество.

содержанием тех компонентов, которые располагаются по обе стороны от этой

высоты.

Сплавы, высоты Bd содержат в одинаковых количествах компоненты A и C, поскольку сторона AC точкой d делится на равные отрезки Ad=Cd.

1’ – начало процесса кристаллизации при температуре t1
Состав первых -кристаллов,

выделяющихся из жидкости определяется точкой 2’ (расположенной на поверхности солидуса. На треугольнике, в начальный момент кристаллизации изобразятся соответственно точками М и 2.
1’2’ (M2) конода, направлена в сторону самого тугоплавкого компонента B (первые кристаллы  должны быть обогащены компонентом, повышающим его температуру солидуса.
При понижении температуры состав -кристаллов изменяется по кривой 2’4’6’, состав кристаллизующейся жидкости изменяется по 1’3’5’, расположенной на поверхности ликвидуса

При температуре t2 в интервале кристаллизации жидкость L3 окажется в

равновесии с ’4-кристаллами. Конода 3’4’ обязательно проходит через фигуративную точку сплава m.
t2:
Доля жидкости и кристаллов: m4’/3’4’
При температуре t3 кристаллизация сплава M закончится.

при одной и той же температуре.

Все сплавы, расположенные на одной

изотерме солидуса, заканчивают кристаллизацию при одной и той же температуре.

Полностью построенный изотермический разрез позволяет определять не только составы равновесных фаз, но и их доли в любом тройном сплаве при заданной температуре.

сплава построить кривую охлаждения
На каждом характерном участке кривой охлаждения указать

число степеней свободы
Нарисовать структуру сплава при комнатной температуре

1 вариант 10%Мо-60%Ti-30%Cr
2 вариант 70%Mo-10%Cr-20%Ti
3 вариант 30%Cr-20%Ti-50%Mo
4 вариант 40%Сr-30%Mo-30%Ti

(при отсутствии растворимости в твердом состоянии) заканчивается при постоянной температуре,

равной температуре кристаллизации тройной эвтектики. Поскольку жидкая фаза при этой температуре в любом тройном сплаве отвечает эвтектическому составу (т. Е) и затвердевает с образованием эвтектики, то горизонтальная плоскость, проходящая через Е является плоскостью солидуса и проекция этой плоскости совпадает с плоскостью концентрационного треугольника.

первичной кристаллизации чистых компонентов, соответствующие двухфазному состоянию.
3. Три пространства кристаллизации

двойных эвтектик, соответствующие трехфазному состоянию.
4. Пространство, соответствующее твердому сплаву, состоящему из трех типов твердых кристаллов A, B, C.

A и B
E2 - двухкомпонентная эвтектика между B и C
E3

- двухкомпонентная эвтектика между A и C
E – трехкомпонентная эвтектика между A,B,C

Область AE1E – кристаллы A+2-ая эвтектика AB+ 3-ая эвтектика ABC
Область AE3E – кристаллы A + 2-ая эвт AC+3-ая эвтектика ABC
Область BE1E – кристаллы B +2-ая эвт AB + 3-я эвтектика ABC
Область BE2E – кристаллы B +2-ая эвт BC + 3-я эвтектика ABC
Область CE2E – кристаллы C +2-ая эвт BC + 3-я эвтектика ABC
Область CE3E – кристаллы C +2-ая эвт AC + 3-я эвтектика ABC

Линия AE – кристаллы A+3-ая эвтектика ABC
Линия BE – кристаллы B+3-ая эвтектика ABC
Линия CE – кристаллы C+3-ая эвтектика ABC

кристаллов A
От a до b – кристаллизация кристаллов A
В

точке b – начало кристаллизации двойной эвтектики AB
От b до E – кристаллизация двойной эвтектики
В точке E – начало и конец кристаллизации тройной эвтектики ABC

разреза тройной системы Ni-Si-Be с фиксированным содержанием кремния (4; 5

и 6 масс. %).