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 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

при температуре 4 из жидкой фазы одновременно кристаллизуются предельно насыщенные растворы и Ре с образованием эвтектики: Же -> с?, + Ре-Процесс кристаллизации эвтектики протекает при постоянной температуте tg (рис. 43), так как согласно правилу фаз при одновременном существовании трех фаз постоянного состава {а, {Sg и Л(с) система нонва-риантпа (С = 2 + 1 - 3 = 0). Следовательно, после затвердевания сплав состоит из первичных кристаллов а и эвтектики (а + р). Любой доэвтектический сплав, соответствующий составу, находящемуся между точками d и С, имеет те же структурные составляющие (рис. 43, б и 44, сплав 3).

ilia рис. 39, б показана микроструктура доэвтекти-ческого сплава Pb-Sb, кристаллизующеюся так же, как сплав 3 (рис. 44, сплав 3). Эвтектический сплав (точка С на рис. 43, б) начинает кристаллизоваться при температуре несколько ниже 4- Кристаллизация эвтектического сплава протекает при постоянной температуре и после затвердевания сплав состоит только из эвтектики (а + р).

Кристаллизация заэвтектических сплавов протекает так же, как и доэвтекти ческих сплавов, только вместо кристаллов а-твердого раствора из жидкой фазы будут выделяться кристаллы р-твердого раствора. Структура заэвтектических сплавов состоит из первичных кристаллов р-фазы и эвтектики сс + Ре (рис. 44, сплав 3).

Область диаграммы состояния, расположенная методу кривыми растворимости df и ek, принадлежит двухфазному состоянию - из (а + Р)-твердых растворов. В до- и заэвтектических сплавах фазы с понижением температуры меняют свой состав. Это связано с распадом кристаллов а- н р-твердых растворов. При понижении температуры сплава из к-фазы происходит выделение р-фазы. При этом кристаллы, выделившиеся из твердого раствора, называют вторичными и обозначают в данном случае символами кц и Рц. Состав ац-фазы изменяется по линии d[, а Р-фазы - по линии ek. После окончательного охлаждения до-эвтектические сплавы будут иметь структуру + 4- эвтектика (af + р) + Ри, а заэвтектические р -f + эвтектика (сс/ + Р) + ац (см. рис. 39, б и 44, сплав 5).

Если концентрация выбранного сплава находится междл; точками d и /, то в таком сплаве при температурах ниже линии df из а-твердого раствора выделяется (Зт-фаза, При распаде Р-фазы в процессе охлаждения, т. е. ниже линии ek, выделяется аи-фаза.

СП лад 2

Сплав S

Рис, 44. Схема кристаллизации (в условиях равновесия) сплавов, компоненты которых образуют ограниченные твердые растворы и эвтектику (номера сплавов см. рнс. 43)

Рассмотрим на примере сплава 2 (см. рис. 43, б) превращения, связанные с распадом твердого раствора вследствие уменьшения растворимости компонента В в компоненте Л с понижением температуры.

Сплав 2 после окончания затвердевания (ниже температуры 4) состоит только из кристаллов а-твердого раствора. При дальнейшем охлаждении по достижении температуры 4 твердый раствор а оказывается насыщенным компонентом Б; при более низких температурах растворимость второго компонента уменьшается, поэтому из а-раствора начинает выделяться

избыточный компонент в виде кристаллов (рис. 43 и 44, сплав 2).

При температурах ниже 4 сплав состоит из двух фаз: кристаллов твердого раствора а и вторичных кристаллов Ри-твердого раствора. Состав кристаллов твердого раствора а с понижением температуры изменяется по линии df, а кристаллов твердого раствора р - по линии ek; так, при температуре состав сс-фазы определяется точкой п, а состав р-фазы точкой и".

После окончательного охлаждения сплав состоит (рис. 44, сплав 2) из кристаллов а-твердого раствора состава, отвечающего точке / (а), и избыточных (вторичных) кристаллов Рц-твердого раствора состава k (Р.).

Быстрым охлаждением можно подавить распад твердого раствора и переохладить его до низких температур. Процесс нагрева выше линии df (или ek) и последующее быстрое охлаждение, позволяющее задержать выделение избыточной фазы и зафиксировать высокотемпературное состояние, называется закалкой.

Пересыщенный твердый раствор при нагреве, а в некоторых случаях и при комнатной температуре начинает распадаться с выделением дисперсных частиц избыточной фазы.

При распаде твердого раствора происходит увеличение твердости, прочности и уменьшение пластичности. Процесс выделения избыточной фазы из пересыщенного твердого раствора называется старением.

Ликвация по плотности. При кристаллизации сплавов по диаграмме состояния типа приведенной на рис. 43 нередко можно наблюдать явление, называемое ликвацией по плотности. Например, в сплавах Pb-Sb выделяющиеся в процессе кристаллизации кристаллы а (твердого раствора Sb в Pb) или р (твердого раствора Pb в Si) различаются по плотности от остающейся жидкой части сплава и вследствие этого всплывают (кристаллы Р) или соответствегшо оседают на дно (кристаллы а). Поэтому в медленно охлажденном доэвтектическом сплаве указанной системы в результате ликвации верхняя часть слитка обогащается сурьмой и состоит только из эвтектики, а нижняя со-