Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 [ 10 ] 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

Aoi находится в жидком состоянии, ниже линии Aai из жидкого расплава выкристаллизовывается компонент РЬ. По мере охлаждения количество жидкого расплава уменьшается, а твердого свинца увеличивается. Поскольку из расплава выделяется РЬ, концентрация жидкого расплава становится беднее свинцом и богаче Sb. При дальнейшем охлаждении (при 246° С) концентрация сурьмы в жидком расплаве становится равной 13% и жидкий расплав кристаллизуется, образуя механическую смесь (эвтектику), состоящую из РЬ и Sb. Так как до кристаллизации эвтектики выделялись кристаллы свин-

Рис. 26. Диаграмма состояния сплавов медь - никель

ца, структура данного сплава после окончательного затвердевания будет: свинец+эвтектика (свинец+сурьма).

Аналогично идет процесс затвердевания заэвтектиче-ских сплавов. Сплав, содержащий 40% Sb, выше линии ВС находится в жидком состоянии. При охлаждении ниже линии ВС из жидкого раствора выпадает Sb и при 246° С происходит кристаллизация всего оставшегося жидкого расплава эвтектического состава. Так как до кристаллизации эвтектики выделялись кристаллы сурьмы, структура после окончательного затвердевания бу--дет: сурьма + эвтектика (свинец+сурьма).

Диаграмма состояния сплавов для случая неограниченной растворимости компонентов в твердом состоянии. На рис. 26 приведена диаграмма состояния сплавов медь - никель.

На этой диаграмме верхняя линия - это линия ликвидуса, а нижняя - линия солидуса.

Рассмотрим процесс кристаллизации сплава /-/ состава 50% Си+50% Ni (рис. 26). При температуре tn начинается кристаллизация и образуются первые кри-

2-3504 , 33

сталлы. На диаграмме состояния состав твердой части сплава (состав кристаллов, которые могут находиться в равновесии с жидкостью) при данной температуре показывает линия солидуса. Следовательно, первые образовавшиеся кристаллы будут иметь состав точки М. При дальнейшем охлаждении, когда сплав достигнет, например, температуры ti, в равновесии с жидкостью уже могут быть только кристаллы состава точки Л.

Каким же образом ранее образовавшиеся кристаллы состава точки М превращаются в кристаллы состава точки Л? Ведь в кристаллах состава М больше никеля, чем в кристаллах сбстава Л, следовательно, кристаллы состава М обогащаются медью. Этот процесс происходит за счет диффузии атомов меди в уже имеющиеся, т. е. возникшие до этой температуры, кристаллы. При достаточной выдержке или медленном охлаждении при ti установится равновесие кристаллов состава точки Л и жидкого сплава. Но в кристаллах состава точки Л никеля больше, чем в сплаве, следовательно, жидкая часть сплава должна быть беднее никелем. При этой температуре состав жидкой части сплава определяется линией ликвидуса, т. е. точкой N.

При дальнейшем охлаждении, когда сплав достигнет температуры 2 и установится равновесие, сплав будет состоять из кристаллов состава точки К и жидкой части сплава состава точки Р.

Таким образом, чем ниже температура, тем больше кристаллов твердого раствора и они по составу ближе к исходному (т. е. в данном случае 50% Си и 50% Ni). Наконец, при достижении температуры U сплав полностью затвердеет и будет состоять из однородных кристаллов твердого раствора. Так будет идти процесс при условии очень медленного охлаждения, когда состав кристаллов успевает полностью выравняться.

При ускоренном охлаждении (в реальных условиях охлаждения) состав кристаллов, не получается однородным. Неоднородность состава внутри кристалла называется внутрикристаллитной ликвацией, а так как такая неоднородность связана с дендритным характером кристаллизации, то эту неоднородность по составу называют также дендритной ликвацией.

Если сплав с такой структурой нагреть до температуры, близкой к линии солидуса, и длительное время выдержать, то структура становится более однородной.

Диаграмма состояния сплавов для случая ограниченной растворимости компонентов в твердом состоянии. Характерной особенностью таких диаграмм является наличие при температурах ниже линии солидуса (т. е. для твердого состояния) линии (или линий) ограниченной растворимости. Один из видов такой диаграммы состояния показан на рис. 27.

Линия /CCD -линия ликвидуса; линия KECF -линия солидуса; линия SE показывает изменение растворимости компонента В в компоненте А в твердом состоянии. В данном случае с .понижением температуры растворимость уменьшается.

Рассмотрим процессы, .происходяш,ие при охлаждении сплава /-/ (рис. 27).

До температуры точки 1 сплав жидкий. При температуре точки / начинается кристаллизация и образуются кристаллы твердого раствора В в А (обозначим «X а). Образование кристаллов происходит до температуры точки 2. В точке 2 сплав имеет структуру кристаллов

а. При температуре токи 3 линия сплава пересекает линию SE и при этой температуре нз кристаллов твердого раствора а начинают выделяться кристаллы компонента В, называемые вторичными (Вц). С понижением температуры от точки 3 до точки 4 растворимость компонента В в компоненте А становится все меньше и меньше и из твердого раствора а .выделяется все большее количество кристаллов компонента В. Таким образом, после полного охлаждения .сплав будет иметь структуру твердого раствора а и вторичных кристаллов компонента В (Вп).

В сплавах, лежащих по составу правее точки Е, т. е. на линии ECF, образуется эвтектика, но она представляет смесь не кристаллов А и В, а кристаллов твердого раствора а и кристаллов компонента В.

Диаграмма состояния сплавов для случая образования компонентами химического соединения. Рассмотрим диаграмму состояния сплавов магний - кальций. Из

2* 35

Рис. 27. Диаграмма состояния сплавов для случая ограниченной растворимости компонентов в твердом состоянии