Діаграми стану сплавів

Сплави можна отримувати при з’єднанні більшості металів один з одним, а також з неметалами. Діаграми стану сплавів дають наочне уявлення про протікають в сплавах перетвореннях в залежності від їх хімічного складу і температури.
При побудові діаграм стану сплавів на осі абсцис вказують хімічний склад чи концентрацію сплаву у відсотках. Для цього горизонтальну лінію певної довжини ділять на сто однакових частин і кожний розподіл приймають за 1% одного з компонентів сплаву.

Точка А відповідає чистому свинцю, а точка В – чистої сурмі. По осі ординат в певному масштабі вказують температуру. Для того щоб побудувати діаграму стану сплавів, спочатку будують ряд кривих охолодження сплавів одних і тих же елементів з різною концентрацією.
На основі цих кривих будують діаграму. Сплави, компоненти яких при затвердінні утворюють тільки механічні суміші, відносяться до першої групи. Діаграма цих сплавів умовно називається діаграмою стану першого роду. Діаграма сплавів, що утворюють при затвердінні тільки тверді розчини, називається діаграмою стану другого роду. Найбільш типовими для діаграм першого роду є сплави свинцю з сурмою.
Побудова діаграми (першого роду) стану сплавів Pb-Sb:
1) криві охолодження доевтектичних сплавів;
2) діаграма стану сплавів Pb-Sb;
3) криві охолодження заевтектичних сплавів. Діаграма побудована для п’яти видів сплаву свинцю з сурмою:
1) 5% сурми і 95% свинцю;
2) 10% сурми і 90% свинцю;
3) 20% сурми і 80% свинцю;
4) 40% сурми і 60% свинцю;
5) 80% сурми і 20% свинцю.
Всі вони мають дві критичні температури: верхню і нижню. Вивчення процесів кристалізації цих сплавів показує, що верхня критична температура відповідає початку, а нижня – кінця затвердіння сплаву. Таким чином, процес кристалізації сплавів Pb-Sb різко відрізняється від кристалізації чистих металів. Сплави кристалізуються в інтервалі температур, а чисті метали – при постійній температурі.
Механічна суміш кристалів, що виділяються з рідкого металу одночасно, називається евтектикой (у перекладі з грецької – «добре складений»). Сплави зазначеної концентрації називають евтектичними. Лінія АСВ на діаграмі називається лінією ліквідусу (у перекладі з грецької – «рідкий»). Вище цієї лінії будь сплав свинцю з сурмою знаходиться в рідкому стані. Лінія ДСВЕ отримала назву лінії солідусу (у перекладі з грецької – «твердий»), або евтектичною лінії. Точка С показує склад евтектики. Сплави, розташовані лівіше цієї точки, називають доевтектичних, правіше її – заевтектичних. У структурі доевтектичних сплавів, крім евтектики, завжди є деяка кількість свинцю, а в заевтектичних, крім евтектики, – сурми.

Посилання на основну публікацію