«Сибирский федеральный университет» Красноярск 2012 Институт

«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 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 ′e 1 ′е 2 ′С’А′ и — поверхности ликвидуса -твердого раствора В ′е 1 ′е 2 ′ В′.

Эти две поверхности пересекаются по эвтектической кривой e 1 ′е 2 ′. На этой кривой жидкий раствор оказывается насыщенным по отношению к двум видам кристаллам: и . Рассматриваемые поверхности ликвидуса проектируются на плоскость концентрационного треугольника в области Ае 1 е 2 СА и Be 1 e 2 B , а эвтектическая кривая e 1 ′е 2 ′ — в кривую e 1 е 2 , 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 ae 1 e 2 c и be 1 e 2 d на рисунке).

Линейчатые поверхности

Поверхности растворимости (сольвуса) и их проекции

Поверхность a 1 a′ c 1 a 1 характеризует переменную растворимость компонента В в компонентах А и С , а поверхность b 1 b ′ d 1 b 1 — компонентов А и С в компоненте В. Эти поверхность проектируются на плоскость концентрационного треугольника в области a 1 ac c 1 a 1 и b 1 bdd 1 b 1.

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).

Построение политермического разреза

Деление разреза с помощью характерных сплавов на отдельные участки.

Построение кривой ликвидуса

Построение кривой солидуса

Построение промежуточных кривых

Построение кривых сольвуса

Кристаллизация сплава М

Кристаллизация сплава М

Кристаллизация сплава М

Кристаллизация сплава М

Кристаллизация сплавов

Диаграмма состояния системы серебро-золото-кремний