«Сибирский федеральный университет» Красноярск 2012 Институт цветных металлов

«Сибирский федеральный университет» Красноярск 2012 Институт цветных металлов и материаловедения

ПРЕЗЕНТАЦИЯ по дисциплине «Фазовые равновесия и структурообразование», часть 2 Институт цветных металлов и материаловедения. Подготовка дипломированных специалистов по направлению - 651800 «Физическое материаловедение». Специальность - 070800 «Физико-химия процессов и материалов».

Лекция 4 Диаграмма состояния системы с моновариантным эвтектическим равновесием План лекции Изображение диаграммы состояния в пространстве и проекциях. Изотермические разрезы. Этапы построения изотермических разрезов.

Изображение диаграммы состояния в пространстве и проекциях

Тройная система А-В-С имеет моновариантное эвтектическое равновесие Ж  + (с=К-Ф+1=3-3+1=1). Она образована двумя двойными системами А-В и В-С эвтектического типа и системой А-С с непрерывными рядами жидких и твердых -растворов.

Граничный раствор на основе компонента В обозначен . Стрелки на рисунке указывают направление понижения температуры.

Примеры систем с моновариантным эвтектическим равновесием: Au – Si – Ag; Mo – Nb – Th; Nb – Mo – Sc; Ag – Au – Ge

Ликвидус системы

Ликвидус системы Ликвидус рассматриваемой системы состоит из двух поверхностей: поверхности ликвидуса -твердого раствора А′e1′е2′С'А′ и поверхности ликвидуса -твердого раствора В′е1′е2′ В′.

Эти две поверхности пересекаются по эвтектической кривой e1′е2′. На этой кривой жидкий раствор оказывается насыщенным по отношению к двум видам кристаллам:  и . Рассматриваемые поверхности ликвидуса проектируются на плоскость концентрационного треугольника в области Ае1е2СА и Be1e2B, а эвтектическая кривая e1′е2′ - в кривую e1е2, которую иногда называют эвтектическим тальвегом (от нем. – дословно «ложе реки»).

Проекции поверхностей ликвидуса

Поверхности солидуса граничных твердых растворов и их проекции

Кривые a′c′ и b′d′ в пространственной диаграмме состояния характеризуют не только составы - и -кристаллов, выделяющихся из жидкости при кристаллизации эвтектики +, но и максимальную взаимную растворимость компонентов в твердом состоянии. Кривая a′c′ показывает максимальную растворимость компонента В в компонентах А и С, а кривая b′d′ - максимальную растворимость компонентов А и С в компоненте В.

Линейчатые поверхности

Линейчатые поверхности начала кристаллизации эвтектики + накрывают сверху линейчатую поверхность конца ее кристаллизации и проектируются в ту же самую область abdc (области ae1e2c и be1e2d на рисунке).

Линейчатые поверхности

Поверхности растворимости (сольвуса) и их проекции

Поверхность a1a′c′c1a1 характеризует переменную растворимость компонента В в компонентах А и С, а поверхность b1b′d′d1b1 - компонентов А и С в компоненте В. Эти поверхность проектируются на плоскость концентрационного треугольника в области a1ac c1a1 и b1bdd1b1.

Этапы построения изотермических разрезов: построение изотерм поверхностей ликвидуса (т.е следов от сечения горизонтальной плоскостью разреза поверхностей начала кристаллизации граничных - и -растворов);

построение изотерм поверхностей солидуса (т.е следов от сечения горизонтальной плоскостью разреза поверхностей конца кристаллизации граничных - и -растворов и линейчатой поверхности конца кристаллизации эвтектики +);

построение изотерм промежуточных поверхностей (т.е следов от сечения горизонтальной плоскостью разреза линейчатых поверхностей начала кристаллизации эвтектики +);

построение изотерм растворимости (т.е следов от сечения горизонтальной плоскости разреза поверхностей сольвуса). В зависимости от температуры плоскость изотермического разреза может пересекать не все поверхности.

Построение и применение изотермического разреза

Построение изотермического разреза

Лекция 5 Диаграмма состояния системы с моновариантным эвтектическим равновесием План лекции Анализ изотермических разрезов, построенных при различных температурах. Политермические разрезы. Этапы построения политермических разрезов. Фазовые превращения в сплавах. Реальные системы Au-Si-Ag и другие.

Анализ изотермических разрезов

Этапы построения политермического разреза Деление разреза с помощью характерных сплавов на отдельные участки. Характерные сплавы – это точки пересечения линии разреза с проекциями различных кривых на плоскости концентрационного треугольника. Сплавы каждого выделенного участка имеют свои особенности кристаллизации и фазовых превращений в твердом состоянии.

Построение кривой ликвидуса (т.е. следов от сечения вертикальной плоскостью разреза поверхностей начала кристаллизации граничных - и -растворов). Построение кривой солидуса. (т.е. следов от сечения вертикальной плоскостью разреза поверхностей конца кристаллизации граничных - и -растворов).

Построение промежуточных кривых между кривыми ликвидуса и солидуса (т.е. кривых начала кристаллизации эвтектики + или следов от сечения вертикальной плоскостью разреза линейчатых поверхностей начала ее кристаллизации). Построение кривых сольвуса (т.е. следов от сечения вертикальной плоскостью разреза поверхностей переменной растворимости компонентов в твердом состоянии).