3. Основы строения сплавов

3.1 Металлические сплавы
Сплавы – сложные вещества, получаемые сплавлением или спеканием двух или нескольких простых веществ, называемых компонентами.
Сплавление - компоненты доводят до плавления
Спекание - порошки компонентов смешивают и подвергают давлению при высокой температуре.
Сплав является металлом, если его основу (>50%) составляют металлические компоненты.

Виды двойных сплавов
При взаимодействии компоненты сплавов создают различные структуры в зависимости от особенностей строения компонентов:
смеси своих зерен с пренебрежимо ничтожной взаимной растворимостью
неограниченно или частично растворяются друг в друге
образовывают химические соединения

Металлические сплавы делятся на 4 вида (рода):
смесь зерен компонентов
неограниченные твердые растворы
с ограниченной растворимостью компонентов
с устойчивым химическим соединением

Диаграмма состояния двойных сплавов и характер ее изменения
Диаграмма состояния – график, на котором показаны продукты взаимодействия компонентов сплава друг с другом в условиях термодинамического равновесия при различных температурах.
Фаза – определенная часть системы, образованная компонентами сплава, имеющая во всех точках одинаковый состав, строение и свойства.
Фаза – продукт взаимодействия, который имеет зависимость от температуры определенного агрегатного состояния, специфического характера строения и определенных свойств.
Жидкая фаза - раствор расплавленных компонентов.
Твердые фазы - зерна определенной формы свойств. Их можно наблюдать в микроскоп.

Диаграмма состояния первого рода
(механическая смесь)

Схема микроструктур сплавов:
а – доэвтектического, б – эвтектического, в – заэвтектического

Основные точки диаграммы
Точке С соответствует минимальная температура перехода в жидкое состояние для определенного состава.
Линия С-С' позволяет определить состав эвтектического сплава (т.е. состав сплава, при котором температура плавления минимальна).
tэ- температура плавления эвтектического сплава, при которой одновременно плавятся или кристаллизуются оба компонента.
ДСЕ– линия ликвидуса (“жидкий” лат.) – выше линии сплав находится в жидком состоянии
FСG– линия солидуса (“твердый”) – ниже линии сплав находится в твердом состоянии
Переход из жидкого в твердое состояние происходит в промежутке между FCG и ДСЕ
Переход сначала осуществляется тем компонентом, чей состав превышает эвтектическую концентрацию.

Диаграмма состояния первого рода (механическая смесь)

Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии

Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии

Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых образуют химические соединения

Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния

Полиморфное превращение металла

Эвтектическое превращение – превращение двух или более твердых фаз из жидкой (начинается ниже линии ликвидуса)
Эвтектоидное превращение – распад при охлаждении равновесного твердого раствора на две стабильные фазы.
( наблюдается в сплавах с аллотропными формами компонентов)