Диаграмма состояния с полиморфными, эвтетктоидными, перитектоидными превращениями. Правило Курнакова

"Диаграмма состояния с полиморфными, эвтетктоидными, перитектоидными превращениями. Правило Курнакова" 1. Связь между свойствами сплавов и типом диаграмм состояния Н.С. Курнаков показал определенную зависимость между составом и структурой сплава, определяемой типом диаграммы состояния и свойствами сплава (твердостью, электропроводностью и.т.д.). Свойства сплава зависят от того, какие соединения или какие фазы образовали компоненты сплава (рис.

1). Рисунок 1. Свойства сплавов и их диаграммы состояния При образовании непрерывного ряда твердых растворов свойства (твердость, электропроводность и др.) изменяются по криволинейной зависимости (рис. 1, б). Твердость компонентов А и В ниже, чем твердость сплавов. При образовании смесей (рис. 1, а) свойства сплава изменяются по линейному закону (аддитивно).

Значение свойств сплавов находятся в интервале между свойствами чистых компонентов. При увеличении Vохл происходит измельчение структуры, в связи с этим свойства против эвтектики оказываются более высокими (пунктирная линия). ESK – линия эвтектического превращения. ТА – температура плавления компонента А. ТАSТВ – линия ликвидус. В сплавах с ограниченной растворимостью (рис. 1, в; диаграммы с эвтектическим или перитектическим превращениями)

свойства при концентрациях, отвечающих однофазовому твердому раствору изменяются по криволинейной зависимости, а в двухфазовой области – по прямой. Крайние точки на прямой являются свойствами предельно насыщенных твердых растворов. Линия EN – линия ограниченной растворимости В в А. При образовании химического соединения (рис. 1, г) на кривой концентрация – свойства, будет иметься максимум (или минимум) – а на прямой перелом.

Зная характер взаимодействия между двумя металлами и тип диаграммы состав – свойства, можно легче и быстрее определить состав сплава, обеспечивающий наилучшие свойства. 2. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых имеют полиморфные превращения Полиморфизм – это свойство металлов в зависимости от температуры и давления существовать в состояниях с различными кристаллическими решетками. Рисунок 2.

Диаграмма состояния с полиморфным превращением у одного из компонентов: ТпА – температура полиморфного превращения компонента А (Fe, Sn, Co, Mk, Ti, Zr и др.), ТАаТВ – линия ликвидус, ТАбТВ – линия солидус, ТпА-С2 – линия начала полиморфного превращения, ТпА-С1 – линия окончания полиморфного превращения.

После затвердевания все сплавы состоят из γ-твердого раствора (твердый раствор В в Аγ). С понижением температуры ниже ТпА-С2: Аγ превращается в Аα (модификации). В области С1-С2 в равновесии находится две фазы α+γ, где α – твердый раствор В в Аα. Сплав 1 Процесс кристаллизации кратко.

Сплав 2 Полная кристаллизация ниже t2. В точке t3 начинается полиморфное превращение γ↔α, а в точке t4 заканчивается. Состав α-твердого раствора изменяется по линии ТпА-С1. После охлаждения структура – α. Сплав 3 Начало кристаллизации аналогично сплаву I и II. В точке t3 начало полиморфного превращения γ↔α, которое до конца не происходит. Находим количество фаз при комнатной температуре:

, . Рисунок 3. Диаграмма состояния с полиморфным превращением у двух компонентов: ТАаТВ – линия ликвидус, ТАбТВ – линия солидус, ТпАсТпВ – линия начала полиморфного превращения γ↔α, ТпАdТпВ – линия оканчания полиморфного превращения γ↔α Все превращения образуют неограниченные твердые растворы (сначала γ, а затем при полиморфном превращении γ↔α). Рисунок 4.

Диаграмма состояния с полиморфным превращением у одного из компонентов и с эвтектическим превращением: ТАСТВ – линия ликвидус, ТАECPТВ – линия солидус, ECP – линия эвтектического равновесия: , ТпА – температура полиморфного превращения компонента А: А1α↔А2δ Рисунок 5. Диаграмма состояния с полиморфным превращением двух компонентов и с эвтектическим превращением: ТАСТВ – линия ликвидус,

ТАECFТВ – линия солидус, ТпА – температура полиморфного превращения компонента А: А1α↔А2δ Если до и после превращения количества жидкости практически равны-то это полиморфное превращение. ЕСF – эвтектическое равновесие: ТпВ – линия полиморфного превращения: В1β↔В2γ. Рисунок 6. Диаграмма состояния с полиморфным превращением у одного из компонентов и с перитектическим

превращением: ТАFТВ – линия ликвидус, ТАPSТВ – линия солидус, PSF – линия перитектического равновесия: , ТпА – температура полиморфного превращения: А1 ↔ А2, линия TпАPSF – начало полиморфного превращения, линия окончания полиморфного превращения ТпА-S: α1↔α2. Сплав 1 – рассмотреть кратко. Сплав 2 Ниже t1 происходит выделение кристаллов α1.

При t2 перитектическое превращение: (полиморфное превращение). Сплав 3 При t2 – перитектическое превращение: . Ниже t3 структура α2 заканчивается полиморфное превращение. Сплав 4 – аналогично. Рисунок 7. Диаграмма состояния с полиморфным превращением двух компонентов и с эвтектоидным превращением: ТпА и ТпВ – начало полиморфных превращений А и В, ECF – линия эвтектоидного равновесия, эвтектоидное превращение заключается в том, что из одной

твердой фазы образуется две твердые фазы: , ТпАE – конец полиморфного превращения компонента А, ТпВF – конец полиморфного превращения компонента В, EN – линия ограниченной растворимости компонента В в А. Сплавы: Е'С – доэвтектоидные: α+эвт-д (α+β). С – эвтектоидный: э (α+β). CF' – заэвтектоидные: β+э (α+β).

Фазы: α+β. Разновидность эвтектоидного превращения: Рисунок 9. Диаграмма состояния с полиморфным превращением у 2-х компонентов и с перитектоидным превращением Линия ликвидус и солидус (указать). ТпАРТпВ – начало полиморфного превращения γ↔α; γ↔β. ТпА – начало полиморфного превращения компонента А. ТпВ – начало полиморфного превращения компонента

В. FTпВ – конец полиморфного превращения компонента В: γ↔β. ТпАD – конец полиморфного превращения: γ↔α (А). PDF – линия перитектоидного равновесия: γР + βF ↔ αD. Сплав 1 Интервал 1–2 – полная кристаллизация: Ж↔γ. Ниже t3 из γ твердого раствора выделяется кристаллы β-фазы.

Ниже t4 за счет взаимодействия двух старых твердых фаз (перитектоидне превращение) образуется новая кристаллическая фаза: γР+βF↔&# 945;D. Сплав 2 При t4: γР + βF ↔ αD + βF(изб) ост. Рисунок 10. Микроструктура сплава Сплав 3 При t4: γР + βF ↔ αD + γР (изб) ост. При понижении температуры γост без превращений переходит в α-

фазу. Разновидность перитектоидного превращения: α + β ↔ AnBm. Рисунок 11. Литература 1. Лахтин Ю.М Леонтьева В.П. Материаловедение. М 1972, 1980 2. Гуляев А.П. Металловедение. М 1986 3. Новиков И.И. Дефекты кристаллического строения металлов. М 1983 4. Антикайн П.А. Металловедение. М 1972