4.4.4. Диаграмма состояния для сплавов, образующих химические соединения (IV рода)

Отличительным признаком таких диаграмм состояния является наличие максимума у линии ликвидус. Проекция точки максимума на концентрационную ось соответствует составу химического соединения AmBn (рис. 4.12). Так как химическое соединение имеет совершенно отличные свойства от свойств сплавляемых компонентов, то химическое соединение можно рассматривать как самостоятельный компонент. Это упрощает разбор диаграммы состояния, которую можно рассматривать состоящей из двух диаграмм состояния с компонентами А + AmBn и В + AmBn (рис. 4.12)

Что касается вида диаграммы состояния, то она может быть разной в зависимости от того, как взаимодействуют компоненты А и В между собой и с химическим соединением.

Диаграммы состояния сплавов, когда компонент имеет полиморфное превращение в твердом состоянии. Разновидностей таких диаграмм состояния может быть очень много.

В этом случае хотя бы один из компонентов имеет полиморфные превращения в твердом виде при определенных температурах. На рис. 4.13 приведен случай, когда низкотемпературные модификации ограниченно растворимы друг в друге, а высокотемпературные – неограниченно.

При температуре, соответствующей линии CED, происходит распад твердого раствора с одновременным выделением α’- и α»-твердых растворов:

Подпись:  
Рис. 4.13 - Диаграмма состояния с полиморфным превращением

β = α‘ + α».

Превращение протекает аналогично кристаллизации эвтектики, но исходным маточным раствором является не жидкость, а твердый раствор. В отличие от кристаллизации эвтектики из жидкости подобное превращение называется не эвтектическим, а эвтектоидным, а смесь полученных кристаллов – эвтектоидом.

Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния. Физические свойства сплавов зависят от фазового состояния сплавов. Исследованиями Н.С. Курнакова, А.А. Бочвара установлена связь между диаграммами состояния сплавов, физическими и технологическими свойствами сплавов.

На рис. 4.14 приведены четыре основных типа диаграмм состояния и закономерности изменения свойств у этих сплавов в зависимости от состава, которые заключаются в следующем:

1) если при сплавлении компонентов образуется механическая смесь фаз, то свойства сплавов с изменением состава изменяются по закону прямой линии (аддитивно) (рис. 4.14, а);

2)

если компоненты при сплавлении образуют неограниченные твердые растворы, то свойства изменяются по криволинейному закону с максимумом или минимумом (рис. 4.14, б);

3) если при сплавлении компонентов образуются ограниченные твердые растворы, то в той части, где имеют место однофазные области твердых растворов, свойства изменяются по закону кривой линии. В двухфазных областях свойства изменяются аддитивно (рис. 4.14, в);

4) если компоненты образуют химическое соединение, то составу химического соединения соответствует максимум или минимум на кривой изменения свойств. Эта точка перелома, соответствующая составу химического соединения, называется сингулярной точкой (рис. 4.14, г).

Знание этих закономерностей значительно облегчает создание новых сплавов с заданными свойствами и содействует более целенаправленному использованию существующих сплавов.