Эвтектические сплавы кривые охлаждения

Рис. 125. Построение диаграммы плавкости по кривым охлаждения для эвтектического сплава

Расплав эвтектического состава затвердевает без изменения своей концентрации, и температура при его кристаллизации остается постоянной. При охлаждении затвердевших сплавов ниже линии солидуса РО происходит изменение концентраций твердых растворов аир соответственно по линиям РМ. и СЛ/, которые дают температурную зависимость растворимостей В в А п А в В в твердом состоянии. Теплота, выделяющаяся при распаде твердых растворов, невелика и редко обнаруживается на кривых охлаждения. [c.138]

Диаграммы плавкости для металлов, образующих непрерывные твердые растворы, строятся по методике, разобранной для эвтектических сплавов. На кривых охлаждения в этом случае площадок не наблюдается, а существуют лишь точки перегиба для начала и конца кристаллизации. Растущий кристалл твердого раствора в среде жидкого раствора в зависимости от температуры меняет свой состав и постепенно приближается к составу твердого раствора в конце кристаллизации, что соответствует составу взятого сплава. На рис. 128 показан этот процесс, а также построение диаграммы плавкости Си—N1 по кривым охлаж- [c.248]

Когда охлаждается раствор, при температуре начала кристаллизации одного из компонентов наклон кривой охлаждения изменяется. Изменение наклона кривой обусловлено выделением теплоты при постепенной кристаллизации твердого вещества по мере охлаждения раствора, а также изменением теплоемкости. Такие изменения наклона видны на кривых охлаждения сплавов, содержащих 20 и 80% кадмия. Кривые имеют и горизонтальные участки — в обоих случаях при 140° С. При этой температуре твердые кадмий и висмут выпадают вместе. Температура, при которой наблюдается такое явление, называется эвтектической температурой. Для сплава кадмия и висмута, содержащего 40% кадмия, кривая охлаждения не имеет излома, а обнаруживает только горизонтальный участок Р при 140° С таким образом, этот состав является эвтектическим. [c.124]

Диаграммы плавкости для металлов, о б р а-зующих непрерывные твердые раство р ы, строятся по методике, разобранной для эвтектических сплавов. На кривых охлаждения в этом случае площадок не наблюдается, а сущест- [c.274]

Обсудим с помощью рис. 22.6 свойства твердых сплавов, образующихся при охлаждении расплавов с различным составом. Расплав с эвтектическим составом, отвечающим точке Г, отвердевает точно при 430 °С и дает эвтектический сплав. При охлаждении расплавленной смеси с составом, отвечающим точке С, кристаллизация начинается при температуре 650 °С, намного превышающей эвтектическую температуру плавления. При указанной температуре образуются микрокристаллы компонента А, в результате чего остающийся расплав обогащается компонентом В. Поэтому по мере кристаллизации компонента А температура кристаллизации понижается и состав расплава изменяется в соответствии с ходом кривой солидуса. В конце концов в эвтектической точке Е происходит кристаллизация всего оставшегося расплава образуется эвтектическая смесь, в которой микрокристаллы компонента А равномерно распределены по объему эвтектического сплава. Если же охлаждать расплав с составом, отвечающим точке Н, в результате образуется твердый сплав, содержащий микрокристаллы компонента В, которые равномерно распределены по объему эвтектической смеси. Изменяя состав расплава, можно получать твердые сплавы с различной пластичностью, ковкостью и другими физическими свойствами. [c.394]

В случае бинарных сплавов, образующих эвтектику, вначале кристаллизуется один из компонентов, и кривая охлаждения при этом теоретически должна иметь перегиб, отвечающий уменьшению скорости охлаждения. Однако иногда на практике из-за условий теплопередачи вместо перегиба появляется небольшая остановка в ходе изменения температуры, которую наблюдатель может принять за эвтектическую. Поэтому опыта здесь прекращать не следует, а надо продолжать запись температуры вплоть до той ее остановки, которая соответствует истинной эвтектической температуре и должна быть общей для сплавов всех составов. [c.114]

Наиболее часто встречаются системы, в которых, компоненты неограниченно смешиваются в жидком состоянии (полная взаимная растворимость). Если при этом компоненты совершенно нерастворимы друг в друге в твердом состоянии и не образуют химических соединений, то это отражается диаграммой состояния (эвтектического типа (рис. 95). Как следует из законов идеальных растворов (криоскопия), добавление второго компонента понижает температуру плавления первого. Рассмотрим ход кристаллизации сплава, составу которого на рис. 95 соответствует фигуративная точка 1. До тех пор, пока фигуративная точка находится в области жидкой фазы L, никаких фазовых превращений в системе не происходит. Равновесие будет дивариантным (С = 2 + 1 — 1 = 2). Падение температуры при охлаждении расплава происходит по плавной кривой. При достижении фигуративной точкой кривой Т Е при температуре Г] расплав насыщается относительно компонента А, кристаллы которого начинают выпадать из расплава при дальнейшем понижении температуры. Ввиду того что при этом происходит выделение теплоты кристаллизации, на кривой охлаждения появляется излом. Так как из расплава выделяется первоначально только компонент А, жидкая фаза обогащается компонентом В. По мере снижения температуры в равновесии с кристаллами компонента А будет находиться жидкая фаза иного состава, перемещающегося по кривой Т Е в сторону точки Е. Число степеней свободы при этом [c.195]

При эвтектической температуре (Те) начинается сплошная кристаллизация расплава, имеющего эвтектический состав, — на кривых охлаждения 2, 3 н 5 появляются горизонтальные площадки, соответствующие этому процессу. Сплав, строго соответствующий эвтектическому составу (кривая 4, рис. 151), кристаллизуется как чистое вещество, образуя площадку кристаллизации при эвтектической температуре Те, т. е. при наиболее низкой температуре существования жидкой фазы. [c.272]

Из сопоставления кривых охлаждения 2, 3, 5 п 6 видно, что процесс кристаллизации сплавов не происходит при какой-то одной постоянной температуре, а захватывает определенный интервал температур. При этом начало кристаллизации сплавов различного состава наблюдается при различных температурах окончательное отвердевание их происходит при одной и той же температуре (140°С). Исключение представляет кривая охлаждения сплава 4. Она имеет такую же форму, как и у чистых металлов. При охлаждении такого сплава вплоть до температуры 140°С кристаллизация не происходит. При 140° С из жидкой фазы в виде кристаллов одновременно начинают выпадать оба компонента, причем состав выпадающей твердой фазы одинаков с составом жидкого сплава. По этой причине процесс кристаллизации от начала до конца происходит при постоянной температуре (как у чистых металлов). Этот сплав, обладающий наиболее низкой температурой кристаллизации, называется эвтектическим. [c.190]

Из рис. У.2 видно, что затвердевающий при Тц расплав имеет состав, отвечающий точке е. Температура Те называется эвтектической, а расплав состава е — эвтектикой. Эвтектические сплавы отличаются самой низкой температурой плавления. Ниже Те сплав представляет собой смесь мелких кристаллов А и В. Кривые охлаждения, подобные кривой 2, характерны для всех расплавов, составы которых лежат левее точки е. Расплав, в точности отвечающий составу этой точки, т. е. эвтектический, кристаллизуется подобно чистому компоненту — кривая 3. При охлаждении расплавов любого состава до Те остающаяся жидкая фаза всегда имеет один и тот же состав, отвечающий точке е, а при нагревании твердых смесей при достижении Те начинается плавление и появляется жидкая фаза также состава е. [c.84]

Прежде всего рассмотрим диаграмму конденсированного состояния тройной системы А—В—С, образованной компонентами А, В, С, которые в расплавленном состоянии обладают полной взаимной растворимостью, т. е. могут образовать тройной жидкий раствор, в каком бы количественном отнощении их ни смещивали в твердом же состоянии они совсршенно-нерастворимы один в другом, так что их затвердевщий сплав представляет механическую смесь. В общем случае затвердевание такой расплавленной смеси происходит следующим путем охлаждение " жидкости, замедление, связанное с выделением одного из компонентов, более сильное замедление, связанное с выделением двух компонентов, и наконец, остановка, связанная с одновременной кристаллизацией всех трех компонентов, после чего следует охлаждение целиком затвердевшего сплава. Кривая охлаждения в этом случае будет состоять из пяти кусков 1) наклонный кусок — охлаждение жидкости, 2) более пологий ход кривой — кристаллизация одного компонента, 3) еще более пологий ход кривой — кристаллизация двух компонентов, 4) горизонтальный, т. е. параллельный оси времени, прямолинейный кусок — кристаллизация трех компонентов, 5) опять понижающийся кусок кривой — охлаждение затвердевшего сплава. Применяя правило фаз и прини.мая во-внимание, что давление остается постоянным, приходим к выводу, что процесс кристаллизации трех компонентов нонвариантный (собственно, условно нонвариантный), поэтому он должен происходить при постоянной температуре и постоянном составе жидкости вплоть до полного затвердевания, каков бы ни был состав исходного расплава. Это так называемый процесс эвтектической кристаллизации кристаллизующаяся же при этом жидкость называется тройной жидкой эвтектикой. [c.73]

Если фигуративная точка системы расположена левее точки М, но правее точки Р, то излом Q на кривой охлаждения отметит начало кристаллизации также компонента А. Горизонтальный участок кривой охлаждения укажет на перитектический процесс, но в этом случае содержание А в жидкой фазе меньше, чем это требуется для образования соединения S, поэтому твердый компонент А израсходуется раньше, чем исчезнет жидкость. По окончании перитектического процесса наклонный участок кривой охлаждения соответствует кристаллизации из оставшейся жидкости соединения. Второй горизонтальный участок кривой охлаждения указывает на совместную кристаллизацию S и компонента В при эвтектической температуре (Е). Затвердевший сплав состоит из S и В. Изломы кривых охлаждения расплавов, состав которых лежит между В и Е, указывают температуры начала кристаллизации В, а горизонтальные участки — на эвтектическую кристаллизацию В и S. Твердые сплавы состоят из S и В. [c.109]

Вторая слева кривая охлаждения на рис. 17.9 относится к сплаву, содержащему 40 ат.% свинца на ней видно снижение температуры, а затем изменение наклона кривой, которое соответствует началу кристаллизации мышьяка из расплава. Температура продолжает снижаться, хотя мышьяк и кристаллизуется, ибо состав расплава изменяется по мере того, как из него выделяется мышьяк. Кривая продолжается с измененным наклоном вплоть до достижения температуры 290 °С, когда ее наклон становится равным нулю. Горизонтальный участок отвечает одновременной кристаллизации мышьяка и свинца, двух отдельных фаз, при эвтектической температуре. [c.505]

Кривая 3 передает охлаждение смеси с большим содержанием В 60% А и 40% В, и поэтому кристаллизация А начнется при еще более низкой температуре. Вид кривой не отличается от рассмотренной для сплава с 75% А. Вообще охлаждение расплавов всех составов, содержащих больше 45% А, характеризуется кривыми, подобными кривым 2 или 3. Лишь для состава, точно отвечающего 45% А, т. е. точке Е, кривая охлаждения 4 имеет такой же вид, как для чистого вещества. Эта эвтектическая смесь имеет самую низкую температуру плавления. Соединив на диаграмме состояния точки, отвечающие площадкам и изломам на кривых охлаждения, получим линию Т1Е, которая называется линией ликвидуса. При температурах выше этой линии существует только однородная жидкость (область I). Линия ликвидуса Т Е показывает зависимость температуры плавления сплавов от состава и отвечает равновесию между кристаллами А и жидкостью. Горизонтальная прямая ТеТе называется линией солидуса. При температурах ниже этой линии существуют лишь твердые фазы (А и В) и отсутствует жидкость (область IV). Область II, ограниченная кривой Т Е, осью ординат и прямой ТеТе, отвечает двухфазным смесям кристаллы А+ +жидкость. Любой точке Я этой области, например, при температуре Тп соответствует равновесный расплав строго определенного состава — в данном случае содержащий 55% А. Это показывает перпендикуляр, опущенный на ось составов из точки пересечения горизонтали ТвЯЗ с линией ликвидуса. Отношение между массой твердой фазы /Птв и массой оставшейся жидкости т в двухфазной области передается правилом рычага [c.90]

Сплавы в области между эвтектическим составом и чистым свинцом дают кривые охлаждения, похожие на кривые для сплавов, отвечающих другой половине фазовой диаграммы. [c.505]

Если расплав мышьяка и свинца эвтектического состава охлаждать, то температура снижается с постоянной скоростью до тех пор, иока не будет достигнута эвтектическая температура 290° затем жидкость кристаллизуется в твердый эвтектический сплав, причем температура остается постоянной до завершения кристаллизации. В соответствии с этим кривые охлаждения для эвтектических составов напоминают аналогичные кривые для чистых металлов. Эвтектика имеет постоянную точку плавления точно так же, как и любое из чистых элементарных веществ. [c.412]

Эта запись соответствует процессу кристаллизации механической смеси-эвтектики А + В) из жидкости состава е при температуре Т . Данный процесс происходит при постоянной температуре и носит название эвтектической кристаллизации. На кривой охлаждения для сплава состава г (рис. 9.4, кривая 2) имеется точка перегиба при температуре Tri, так как процесс выделения первичных кристаллов А сопровождается выделением тепла, которое лишь частично возмещает отводимое тепло и сказывается только в замедленном охлаждении. [c.214]

Объяснить это своеобразное поведение сплавов можно следующим образом. Из богатого свинцом сплава выделяется сначала чистый свинец (область от первого изгиба до площадки). Так продолжается до тех пор, пока еще жидкий сплав не достигнет состава, который обладает самой низкой точкой плавления. Этот сплав, называемый эвтектическим, выделяется в виде единого целого и является причиной появления площадки при 183 °С. Его состав 73,9% (ат.) олова и 26,1% (ат.) свинца, то есть 16,2 г олова приходится на 10 г свинца. Если мы сразу приготовим сплав этого состава, то он затвердеет при 183 °С, а на кривой охлаждения не будет точек перегиба. В сплавах с более высоким содержанием олова выделяется сначала олово, а затем опять — эвтектический состав. Из множества кривых охлаждения получают полную термическую диаграмму состояния (смотри рисунок), которая характеризует важнейшие свойст- [c.116]

ДЛИНЫ горизонтальных участков на кривых охлаждения. Продолжительность эвтектических остановок пропорциональна весу кристаллизующейся эвтектики. Она равна нулю у чистых компонентов и достигает наибольшего значения у сплава эвтектического состава. Измерив по кривым охлаждения продолжительность эвтектических остановок, откладываем перпендикулярно к оси состава или эвтектической прямой отрезки, длина которых пропорциональна продолжительности кристаллизации эвтектики. Через концы перпендикуляров проводим две прямые aD и bD. Получаем треугольник aDo (треугольник Таммана), высота которого D лежит на ординате эвтектики. Поэтому абсцисса Лд точки С дает искомый состав эвтектики. Простейшие бинарные сплавы указанного типа образуют d — Bi, Sb — Pb, Al — Si, Li l — K l, геленит — анортит (рис. 57), диопсид — форстерит и др. [c.183]

Как видно из этих кривых, наблюдаются еще остановки, которые отвечают окончательному затвердеванию жидкости в смеси кристаллов А и В при постоянной температуре, одинаковой для всех двойных смесей. Для одного сплава определенного состава обе остановки — переменная и постоянная — совпадают. При подобных условиях кривая охлаждения (рис. 107, а, линня 4) имеет одну ярко выраженную остановку Е, отвечающую затвердеванию при наиболее низкой температуре. Эта точка на диаграмме называется эвтектической, а сам сплав называется эвтектическим или эвтектикой. В общем виде диаграмма состояния сплава из компонентов А и В представлена на рис. 107, б. [c.221]

При образовании непрерывных твердых растворов встречаются системы, когда линии ликвидуса и солидуса имеют общую точку касания и проходят через экстремум — минимум или максимум (рис. 143, а, б). Составы, отвечающие экстремальным точкам, имеют на кривой охлаждения нонвариантную остановку, что, казалось бы, противоречит правилу фаз . На самом деле для этих составов в уравнении правила фаз следует учесть дополнительное условие Х1 = Хз, что снижает вариантность системы на единицу. Условно такие системы можно считать однокомпонентными, и тогда С=1+ -Ы—2 = 0. Рассмотренные типы диаграмм состояния являются предельными. Так, диаграмма на рис. 140 представляет идеальный вариант, поскольку абсолютно нерастворимых веществ в природе не существует. С учетом ограниченной растворимости компонентов друг в друге диаграмма состояния эвтектического типа видоизменяется (рис. 144). Отличие ее от рис. 140 состоит в том, что ири охлаждении расплава I из него кристаллизуются не чистые компоненты А и В, а твердые растворы а (твердый раствор В в А) и Р (твердый раствор А в В). Первый выделяется при кристаллизации доэвтектических сплавов, второй — при кристаллизации заэвтек-тических сплавов. Новым фазам (а и р) отвечают геометри- [c.332]

Состав 4 — эвтектический, как отмечалось выше, кристаллизуется при постоянной температуре Те. Эвтектическая точка Е отвечает равновесию трех фаз — одной жидкой н двух твердых (Ф = 3), которое изображается уравнением Расплав (состава 4) Лт-1-Вт. Для эвтектического расплава характерна кривая охлаждения такая же, как для чистого вещества. Вследствие одновременной кристаллизации А и В эвтектическая смесь состоит, как уже отмечалось, из мелких, тесно перемешанных кристалликов обоих компонентов. Эта смесь имеет самую низкую температуру плавления из всех сплавов данной системы. Прн любых других составах эвтектическая составляющая первая начинает выплавляться из любого твердого сплава при его пагреванин яо Те. [c.168]

Затвердевание жидкости, из которой выделяются компоненты Лий, не образующие твердых растворов, происходит следующим образом сначала выделяется один компонент, например А. Температура начала его выделения ниже точки плавления чистого компонента А, потому что, как хорошо известно, при этих условиях примесь одного венгества понижает температуру начала затвердевания другого. На кривой охлаждения (рис. 16,//) этому соответствует кусок кривой ВС В соответствует началу затвердевания). По мере продолжающегося охлаждения и выделения все больших количеств А температура жидкости понижается, а так как указанное выделение сопровождается выделением теплоты, то падение температуры замедляется это так называемое замедление (кусок кривой ВС). Читатель, приложив правило фаз, легко заметит, что этот процесс не нонвариантный, а моновариант-ный (два компонента, две фазы, давление постоянно). Наконец начинается совместная кристаллизация обоих компонентов. Эта так называемая эвтектическая кристаллизация (см. стр. 43, 44) является процессом нонвариантным (два компонента, три фазы, давление постоянно) она приводит к полному затвердеванию жидкости (точка О). Далее происходит охлаждение затвердевшего сплава (кусок кривой ВЕ). [c.42]

Вернемся вновь к кривым охлаждения двойных сплавов (кривые II—IV на рис. VI.2,а). Эти кривые, как видно из рисунка, характеризуются наличием четко выраженных остановок ЬК, ЕС и СВ), длина которых соответствует времени кристаллизации жидких эвтектик у разных двойных смесей (сплавов). Эта длина тем больше, чем ближе состав смеси к эвтектическому. Откладывают нерпендикулярпо к эвтектической линии отрезки прямых, отвечающие продолжительности эвтектических остановок на кривых охлаждения. Эти отрезки соединяют линиями и получают треугольник В" Е —А" [c.91]

Теперь разберем разные случаи затвердевания нашей системы. Общий случай нами рассмотрен выше (см. раздел XVII.3) он характеризуется при охлаждении расплавленной системы первичной кристаллизацией, затем вторичной и, наконец, третичной — эвтектической. Соответствующая ему кривая охлан<дения изображена кривой I на рис. XVII.3. Она состоит из пяти частей, отвечающих охлаждению жидкости, выделению одного компонента, совместному выделению двух, затем трех компонентов и, наконец, охлаждению затвердевшей системы и имеет два замедления и одну остановку, т. е. три критические точки. Если фигуративная точка взятого исходного сплава лежит на вертикали, проходящей через кривую вторичного выделения, то по достижении ею этой кривой сразу начинается вторичная кристаллизация, а первичная отсутствует. На рис. ХУП.З кривая II — пример кривой охлаждения для этого случая. [c.191]

Кривые охлаждения 1 к II соответствуют охлаждению доэв-тектических сплавов / и II. Кристаллизация этих сплавов протекает в две стадии сначала выпадают первые кристаллы Л (в сплаве / начиная с температуры а в сплаве II — с температуры г), а затем происходит эвтектическая кристаллизация. Так как условия одновременного насыщения жидкости кристаллами Л и В для различных сплавов одни и те же, то эвтектическая кристаллизация всех сплавов происходит при одной температуре, а именно и. [c.202]

Из всех кривых охлаждения особого внимания заслуживает четвертая по форме она подобна кривой охлаждения чистого металла. Сплав, соответствующий этой кривой, называется эвтектическим. Эвтектическим сплавом или эвтектикой называется сплав, обладающий самой низкой температурой отвердевания плавления) из всех сплавов, которые образуют данные металлы. При застывании эвтектического сплава оба металла выделяются одновременно, сплав отвердевает как единое целое и состав жидкой фазы одинаков с составом твердой фазы. Эвтектический сплав огвердевает от начала до конца при постоянной температуре, т. е. как чистый металл . [c.192]

Проследим охлаждение одного из неэвтектических сплавов. Пусть это будет сплав, состоящий из 10% висмута и соответственно 90% кадмия (кривая 6, рис. 39). Охлаждаясь до 300° С, сплав остается жидким. Начиная с этой температуры, в сплаве появляются первые кристаллы твердого кадмия. При дальнейшем охлаждении сплава продолжается кристаллизация кадмия. Одновременно с этим содержание кадмия в жидкой части уменьшается. Следовательно, при 300° сплав стал насыщенным по отношению к кадмию. Придальнейшем понижении температуры концентрация насыщения уменьшается, а избыток кадмия выпадает в виде кристаллов. Как только содержание кадмия в жидкой части достигнет величины, соответствующей составу эвтектического сплава, весь остаток будет отвердевать нацело без понижения температуры. Это произойдет при температуре 140° С. [c.194]

Иная картина получайся для кривой охлаждения в том случае, если сплав ишеняет свой состав при охлаждении, как это имеет место для сплавов олова и свшща, за исключением эвтектического сплава. В этом случае температура затвердевания во время кристаллизации понижается Поэтому кристаллизация может здесь идти лишь при охлаждеййй сплава, Однако теплота, выделяющаяся при кристаллизации, уменьшает скорость охлаждения. Вследствие этого кривая охлаждения такого сплава nMeei не остановку, а лишь точку перегиба (точка К на кривой б рис. 105). Только после того как расплав приобретет эвтектический состав, на кривой охлаждения обозначится остановка, так как кристаллизация остав- шегося еще жидкого расплава будет после этого протекать нри постоянной температуре. Длина горизонтального отрезка кривой охлаждения, т. е. продолжительность эвтектической остановки, дает возмоншость судить о количестве эвтектики в затвердевшем сплаве. Кривая затвердевания сплава, состав которого с самого начала соответствовал эвтектике, имеет вид, подобный кривой затвердевания простого металла. [c.611]

Состав соединения Mg2Pb следует из положения максимума (Мх) на кривой плавкости. Кривая охлаждения сплава, соответствующего ему по составу (80,94 вес. ч. свинца и 19,06 вес. ч. магния), обнаруживает только одну остановку, но не имеет излома (тип кривой о рис. 105), т. е. вещество с таким составом полностью кристаллизуется при одной температуре. Состав этого соединения можно также определить и по приведенной на рис. 106 пунктирной кривой продолжительности эвтектических остановок , т. е. продолжительности эвтектических кристаллизаций, которые и на рис. 106 показаны в виде направленных вниз ординат. Этот состав, поскольку при нем не образуется эвтектики, должен изображаться точкой, в которой обе кривые продолжительности эвтектических остановок пересекаются с осью абсцисс. Совершенно такой же вид имеет диаграмма плавления сплавов Mg-Sn и в этом случае образуется соединение Mg2Sn, и соответственно этому получаются две эвтектики. [c.612]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология