Оглавление:
Диаграмма состояния сплавов с частичным распадом твердого раствора при понижении температуры
- Диаграмма состояния сплава Частичное разложение твердого раствора При понижении температуры На диаграмме показана диаграмма состояния сплава с частичным разложением твердого раствора вследствие падения температуры. 45.As как показано на диаграмме выше, растворимость ограничена, линии ac и bc являются Ликвидусами.
При температуре, соответствующей линии переменного тока, кристаллы а(твердый раствор компонента в компонента а) начинают осаждаться из жидкого сплава, а кристаллы 0 фазы (твердый раствор компонента а компонента в) начинают отделяться по линии ВС. Точка d указывает на конечную растворимость компонента B компонента A при эвтектической температуре, а точка/указывает на комнатную температуру. Таким образом, линия DF
характеризует изменение растворимости компонента B компонента A с temperature. Людмила Фирмаль
It называется линией предела растворимости. Таким образом, точки e и k указывают на растворимость компонента A эвтектики и компонента B при комнатной температуре temperature. At при температуре, соответствующей линии диэля, происходит кристаллизация эвтектики:-с — «Pe-сплавы, расположенные с левой стороны от точки% d +.Эти сплавы являются однофазными. После затвердевания предэвтектический сплав состоит из первичных полюс-насыщенных кристаллов а и эвтектики а + 0, а гиперэвтектический сплав состоит из первичных полюс-насыщенных кристаллов твердого раствора 0 и эвтектики а + 0.
Область фазовой диаграммы между кривыми растворимости DF и ек соответствует 2-фазовому состоянию (a + 0 твердый раствор). в эвтектических пре-и гиперэвтектических сплавах фаза изменяется с уменьшением temperature. It сопровождается 66 рисунок 45.Фазовая диаграмма сплава с ограниченной растворимостью в твердом состоянии, уменьшающаяся с уменьшением температуры распад кристаллов твердых растворов а и Р.
- При падении температуры Р-Фаза 1 выделяется из А-фазы, а 7-из Р-фазы. состав фазы изменяется по линии DF, и фаза Р изменяется вдоль линии ЕС. После окончательного охлаждения структура пред-эвтектический сплав становится » г +эвтектика (Ай + п / ф)+ пп /(и структура гипер-эвтектический сплав[Д +эвтектика (Ай + РЛ + ВСУ Так как 1 компонент B может растворить компонент A, это не Кристалл компонента B, который отделен от твердого раствора, а Кристалл твердого раствора 0, но не Кристалл»твердого раствора», а твердый раствор p. Кристаллы, осажденные из твердых растворов, называются вторичными, в этом случае они обозначаются символом » P (3P)», в отличие от первичных кристаллов, осажденных из жидкой фазы.
Отделение вторичного кристалла от эвтектического компонента структурно не обнаруживается, поскольку он совмещен с соответствующей фазой эвтектики. 67. Если концентрация выбранного сплава находится между точками d и f, то R-фаза отделяется от A-твердого раствора при температурах ниже линии df в этом сплаве. При распаде Р-фазы во время охлаждения, т. е. ниже линии ec, выделяется фаза a1G. Рассмотрим более подробно процесс разложения пересыщенного твердого раствора. Структурное преобразование из-за ограниченной растворимости Твердые ингредиенты. В Примере сплава 1 (фиг.45) анализируется превращение, связанное с разложением твердого раствора вследствие снижения
растворимости компонента в в компоненте а при снижении температуры. Людмила Фирмаль
В сплаве 1 кристаллизация начинается при температуре f и заканчивается при t}.Состав жидкой фазы во время кристаллизации изменяется вдоль линии жидкой фазы, а твердая фаза изменяется вдоль линии твердой фазы. Например, если температура равна / 2, то состав жидкой фазы соответствует точке m, а » — (время соответствует точке N. В конце затвердевания сплав состоит только из кристаллов твердого раствора. При дальнейшем охлаждении, когда достигается температура t4, твердый раствор а становится насыщенным компонентом B. At при низких температурах растворимость 2-го компонента снижается, поэтому избыточные компоненты в виде кристаллов в ПК начинают оседать из α-раствора.
При температурах ниже Г4 сплав состоит из 2 phases. an α-твердый раствор является кристаллом, а Pc-твердый раствор является вторичным Кристаллом. состав кристаллов a-твердого раствора уменьшается с понижением температуры вдоль линии DF, а кристаллы P-твердого раствора изменяются вдоль линии ec. Например, при температуре f5 состав A-фазы определяется точкой p1, а состав p-фазы определяется точкой tg. количественное отношение кристаллов α-твердого раствора к осажденным вторичным кристаллам Р-твердого раствора может быть установлено законом сегментирования. 3 * a =—1 0 0Г1;’; p 100%.
После окончательного охлаждения сплав состоит из кристалла твердого раствора с соответствующим составом в точке f и избыточного (вторичного) кристалла с определенным количеством твердого раствора в точке 0 состава в точке k(см. рис.31.6). ядро Р-Кристалла формируется преимущественно на границе исходных кристаллов а-твердого тела solution. Pn кристаллы в момент осаждения в условиях медленного охлаждения и интенсивного развития диффузионных процессов in ’ относительно большой, Равноосный 1. поскольку состав фаз А и Р различен, формирование фазы Р требует диффузионного перераспределения components.
At высокие скорости охлаждения, процесс диффузии, необходимый для формирования 0-фазы, не требует много времени. Р-фаза не заметна. Фаза. 1 при нагревании в сплаве, где растворимость компонента в твердом состоянии ограничена, фазовое превращение протекает в обратном направлении. 68. Это означает, что твердый раствор переохлаждается без затухания вплоть до низких температур. Такой-то твердый раствор выльется! Компонент B и его composition. It точка закалки задерживает высвобождение избыточных компонентов и фиксирует их после охлаждения(или, при высоких температурах, концентрации, которую имел сплав!).
Скорость разложения пересыщенных твердых растворов возрастает с увеличением температуры нагрева. На начальной стадии разложения пересыщенного а-твердого раствора образуется объем, в котором обогащается компонент В. Это называется Guinee Preston zone (GP). Зона (ГП-1), например, сплава А1-Cu с диаметром дисков 40-60 а и толщиной нескольких атомных слоев, при сохранении исходной кристаллической решетки твердого раствора. С дальнейшим развитием процесса распада зона ГП-1 растет, распределение атомов в ней становится регулярным(ГП-2), что ближе к кристаллической решетке избыточной фазы. При повышении температуры(или увеличении времени выдержки при определенной температуре) на основе зоны ГП образуются 0-фазные ядра (или независимо после растворения зоны) и происходит их рост.
Во многих случаях метастабильная 0 ′ фаза образуется во время старения вместо стабильной 0 фазы. Это середина структуры или композиции между фазами а и 0.Далее, метастабильные 0 ′ фазовые переходы в стабильные 0 phase. As в результате разложение пересыщенных α растворов происходит поэтапно с небольшими структурными (концентрационными) различиями между отдельными стадиями превращения через метастабильную фазу. Сверхустойчивая 0 ’фазовая решетка на первой фазе разделения соединяется с матрицей и coherent. At при высоких температурах когерентность нарушается и фаза Р’ «отделяется»от раствора А. Дисперсные частицы в зоне GP или избыток P ’и P-фазы повышают прочность и твердость сплава (см. стр. 110).
Разложение пересыщенного твердого раствора в результате упрочнения сплава называют дисперсионным упрочнением, или старением. Дисперсные частицы избыточной фазы, образующиеся при старении, имеют пластинчатую структуру. При нагревании сплава в области фазы a + p (см. рис.45) осадок в фазе P приобретает сферическую форму и растет. Это приводит к уменьшению поверхности раздела и уменьшению свободной энергии. Например, образование сферических частиц из пластинчатых выделений называется сфероидизацией, а расширение выделений-коагуляцией. Процесс затвердевания и сфероидизации происходит путем перемещения (диффузии) вещества через твердый раствор.
При затвердевании мелкие частицы Р-фазы растворяются, а крупные частицы Р-фазы растут, и в этом случае твердый раствор матрицы обедняется избыточными компонентами. В окрестности более мелких частиц концентрация 2-го компонента B матрицы твердого раствора выше, а в объеме, прилегающем к более крупным частицам (в несколько раз ниже).Из-за разницы в концентрации компонент в диффундирует от границы раздела с дисперсными частицами к границе раздела с твердым раствором. Диффузионное перераспределение такого компонента приводит к тому, что в более крупных кристаллах Р-фазы твердый раствор а становится пересыщенным и вызывает рост.
Наоборот, твердые частицы становятся ненасыщенными и растворяются. Затвердевание и сфероидизация частиц в фазе отверждения сопровождается размягчением и повышением пластичности сплава. Термической обработке, которая вызывает полное разложение твердого раствора, затвердевание и сферонизации избыточной фазы, и, следовательно, размягчение сплава, называется отжигом.
Смотрите также:
Решения задач по материаловедению
