Сплавы. Диаграммы состояния металлических систем

Диаграммы состояния металлических систем. При изучении свойств сплавов очень большое значение имеют диаграммы состояния, характеризующие состояние сплавов различного состава прн разных температурах. Такие диаграммы показывают термодинамически устойчивые состояния, т. е. состояния, отвечающие минимуму энергии Гиббса системы. Их называют также равновесными диаграммами, так как они показывают, какие фазы могут сосуществовать прн данных условиях. [c.526]

Диаграммы состояния металлических систем. При изучении свойств сплавов очень большое значение имеют диаграмм ы состоя и ИЯ, характеризующие состояние сплавов различного состава при разных температурах. Такие диаграммы показывают термодинамически устойчивые состояния, т, е. состояния, отвечающие минимуму энергии Гиббса системы. Их называют также [c.544]

Папример, Т — х диаграммы состояний металлических сплавов изучались значительно чаще их термодинамических свойств [11 то же, но в значительно большей мере относится к неметаллическим системам. Надо, однако, заметить, что многие исследования диаграмм состояний проведены с точностью до идентификации существующих фазовых полей и из них трудно извлечь необходимую для термодинамических расчетов количественную информацию. Этому же способствует принятый в большинстве публикаций как единственный графический способ изображения результатов измерений фазовых равновесий. [c.37]

Тройные системы. В практической работе как с металлическими сплавами, так и с силикатными, водно-солевыми и другими системами чаще приходится иметь дело не с двумя, а с большим числом компонентов. Остановимся вкратце на диаграммах состояния тройных систем. Для выражения состава тройной системы воспользуемся опять правильным треугольником ( 128). Отложим температуру на осях, перпендикулярных плоскости треугольника, строя на нем в виде трехгранной призмы физико-химическую фигуру или физико-химическую модель состояния. Каждая из граней этой призмы представляет диаграмму состояния соответствующей двойной системы, а точки внутреннего объема ее — тройные системы с различным относительным содержанием компонентов. [c.348]

Фазовые равновесия в высокомолекулярных системах, особенно содержащих кристаллизующиеся полимеры, могут быть не менее сложными, чем в металлических сплавах, силикатных или солевых системах. Физико-химический анализ и изучение фазовых равновесий должны сделаться столь же обязательным вспомогательным методом исследований в полимероведении — учении о полимерных материалах, какими они уже давно сделались в металловедении, химии силикатов, галургии, технологии жиров и углеводородных систем. Без точного знания всех особенностей диаграмм состояния изучаемых высокомолекулярных систем нельзя правильно оценить характер наблюдаемых в таких системах структурных превращений, чаще всего связанных с возникновением новых дисперсных фаз. [c.59]

Тройные системы. В практической работе как с металлическими сплавами, так и с силикатными, водно-солевыми и другими системами чаще приходится иметь дело не с двумя, а с большим числом компонентов. Остановимся вкратце на диаграммах состояния тройных систем. Для выражения состава тройной системы воспользуемся опять правильным треугольником ( 128). Отложим температуру иа осях, перпендикулярных плоскости треугольника, строя на нем [c.343]

Равновесные диаграммы нескольких металлических систем, относящиеся к простому эвтектическому типу, показаны на рис. 8.10 и 8.11. Примерами являются Ag- u (рис. 8.12), Al-Si. a-Zn, Pb-Sb и Pb-Sn. Следует отметить, что часто трудно с уверенностью установить, принадлежат ли два твердых раствора, наблюдаемые в бинарной системе, к области несмешиваемости (рис. 8.10) или они описываются двумя кривыми энергии Гиббса (рис. 8.11). Например, в случае системы Ag- u, оба компонента кристаллизуются в г.ц.к. структуре, но они имеют сильно отличающиеся параметры решетки 409 пм для Ag и 361 пм для Си при 298 К. Путем очень быстрого охлаждения из расплавленного состояния возможно получить твердые растворы с промежуточными решетками между Ag и Си [4]. Однако чтобы определенно утверждать, что этим растворам отвечает одна кривая энергии Гиббса (а не две), необходимо изучать термодинамические свойства этих растворов при температуре выше критической. Если эта критическая температура существует, то она должна быть намного выше эвтектической температуры, и движущая сила распада жидкой фазы такова, что препятствует изучению этих метастабильных сплавов. [c.195]

Основные научные работы посвящены изучению двойных систем. Предложил (1909) вывод уравнения всех типов диаграмм состояния двойных систем и разработал методику исследования металлических сплавов. Высказал (1911), предположение о существовании в высокоуглеродистых сплавах карбидов различного состава. Исходя из правила фаз Гиббса, вывел условия фазового равновесия в гомогенных и гетерогенных системах, состоящих из двух или нескольких компонентов. Построил диаграммы состояния для различных систем (около 100). [22, 97, 183] [c.110]

Системы металлов, образующих два жидких слоя или эвтектику (270). 4. Структурная характеристика твердых растворов и интерметаллических соединений (271). 5. Двойные металлические системы с неограниченной взаимной растворимостью компонентов в твердом состоянии (272). 6. Влияние полиморфизма металлов на тип диаграммы с твердыми растворами. Твердые растворы железа с другими металлами (274). 7. Изменение констант решеток твердых растворов (276). 8. Ограниченные твердые растворы (277). 9. Явление старения сплавов (280). 10. Твердые растворы вычитания (280). [c.358]

Изучение диаграмм состояния бинарных и более сложных систем очень важно для теории металлических сплавов гафния, так как уже незначительные изменения электронного состояния в системе, вызванные взаимодействием атомов, заметно отражаются на виде диаграмм состояния и на свойствах образующихся фаз. При анализе таких диаграмм можно получить ценные сведения о строении образующихся фаз, влиянии взаимодействующих компонентов на характер протекающих реакций, а также судить о составе и структуре определенных соединений и твердых растворов. [c.319]

С рядом весьма сложных диаграмм состояния приходится встречаться не только в случае металлических сплавов, но, например, и при изучении силикатов, то есть соединений, в состав которых входят группы Si 0 . Окись кремния в сочетании с окислами различных других элементов образует ряд весьма разнообразных систем, которые служат материалом для изготовления цемента, огнеупоров, керамики, стекол, катализаторов или носителей для катализаторов. Изучению структур силикатов посвящено очень много работ, в которых используются разнообразные методы, в том числе и методы физико-химического анализа. Диаграммы состояния силикатных систем бывают очень сложны вследствие образования ряда промежуточных соединений из основных компонентов системы, а также из-за способности многих [c.251]

При исследовании гетерогенных систем методом физико-хими-ческого анализа представляется возможным установить наличие химического взаимодействия отдельных составных частей системы, проследить за исчезновением существующих или появлением новых фаз в системе при изменении температуры, давления и состава и оконтурить области существования фаз на диаграмме состояния. Вследствие этого метод физико-химического анализа нашел широкое применение при исследовании гетерогенных систем типа солевых и металлических сплавов и водных растворов с осадками солей. [c.11]

Анализ диаграммы состояния дает возможность судить о структуре застывшего сплава, а следовательно, и о механических его свойствах. Исследование диаграмм плавкости является одним из методов физико-химического анализа, который в настоящее время представляет собой хорошо разработанную специальную отрасль физической химии. Этот метод применяется не только к металлическим системам, но и к другим. Так, например, исследование диаграмм состояния водно-солевых систем дает возможность изучить процессы, происходящие при выделении солей из растворов, что очень важно для правильной эксплуатации соляных озер. [c.205]

Кристаллизация из растворов. Диаграммы состояния в простых системах с эвтектикой. Кристаллизация из растворов начинается и заканчивается при определенных температурах, зависящих от состава раствора. Диаграммы, выражающие зависимость температур начала и конца равновесной кристаллизации от состава, имеют большое значение для изучения различных систем. Они широко применяются при изучении различных металлических сплавов, силикатных систем, водных растворов солей, различных систем из органических и других соединений. Диаграммы эти носят название диаграмм состояния или фазовых диаграмм (или диаграмм плавкости). В 143 рассмотрены способы экспериментального определения их. Рассмотрим двойную систему из компонентов А и В, температуры плавления которых в чистом состоянии отвечают точкам и /в диаграммы (рис. 157). [c.410]

В металлических системах диаграммы состояния дают возможность судить о внутренней структуре сплавов, об образовании соединений между компонентами и их составе, об образовании смешанных кристаллов и многих других особенностях внутреннего строения сплавов. [c.426]

Представление о взаимосвязи соединения и раствора, характеристика прочности химического соединения — все это развивалось в основном на диаграммах состояния в области твердого состояния и перехода твердого в жидкое. Изучение проводилось на различных объектах металлических сплавах, солевых расплавах, системах с участием окислов, сульфидов и других простейших неорганических соединений [4, I, стр. 47]., [c.14]

Состояние любого сплава при интересующих нас условиях определяется, как известно, диаграммами состояния, или диаграммами фазового равновесия. Диаграмма состояния строится чаще всего опытным путем по кривым охлаждения температура— время для сплава ряда концентраций, а также для чистых компонентов, образующих сплав. Важным условием построения диаграммы состояния является требование термодинамического равновесия системы, хотя применительно к реальным металлическим сплавам это условие далеко не всегда технически выполнимо. [c.19]

Совместимость и М прежде всего зависит от характера физико-химического взаимодействия их металлических основ, определяемого диаграммой состояния. Хотя диаграмма состояния характеризует зависимость структуры сплавов от их химического состава и температуры лишь в равновесных условиях, термодинамически неравновесная система паяемый металл — припой в условиях пайки стремится к стабильному или метастабильному равновесию, и поэтому диаграмма состояния с учетом кинетического фактора позволяет прогнозировать направление развития физикохимических процессов на их границе и в шве как при пайке, так и при эксплуатации паяных соединений. [c.257]

Такое графическое изображение составов равновесных систем в функции, например, температуры в виде диаграмм выявляет полную картину состояния системы метод физикохимического анализа оказался необходимым при изучении свойств металлических сплавов, силикатов, шлаков, а также с успехом применяется в различных областях техники. [c.42]

Фракционирование встречается и в процессе кристаллизации некоторых металлических сплавов, компоненты которых не могут растворяться в кристаллических решетках друг друга (не образуют твердых растворов). При этом образуются механические смеси, где каждый компонент кристаллизуется самостоятельно и образует собственные зерна. Примером может являться система свинец-сурьма (РЬ-5Ь), а также другие системы, образующие диаграмму состояния сплавов I рода [13]. При искусственном и естественном старении алюминиевых сплавов происходит перераспределение атомов меди и образование из них скоплений (зоны Гинье - Пресгона). [c.22]

Как следует из диаграммы состояния системы Си—N1—8 (рис. 141), при застывании, например, сплава, содержащего 95% N1, 4% Си и 1% 8, вначале будут выпадать кристаллы твердого раствора никеля с медью (и другими металлическими примесями), затем начнется образование кристаллов двойной эвтектики из твердого раствора и су 1ьфида никеля и, наконец, тройной эвтектики из кристаллов твердого раствора, Сиг8 и N1382. [c.303]

Построение полных диаграмм состояния даже в случае относительно простых тройных систем требует выполнения сложного и трудоемкого эксперимента. Трудности особенно велики при изучении тугоплавких систем, когда температуры плавления сплавов достигают 3000° С и более. Из-за методических трудностей динамические методы (ДТА, изучение зависимостей температура — свойство) выше 2000° С используются сравнительно мало. В то же время, как оказалось, для углеродсодержащих систем (в частности, с молибденом и вольфрамом), как и для металлических, характерны быстропротекающиевысокотемпературные превращения типа мар-тенситных. В этом случае использование метода отжига и закалок для исследования фазовых равновесий при высоких температурах малоэффективно. С другой стороны, даже после длительных отжигов при относительно невысоких температурах (< 1500° С) часто в сплавах не наблюдается состояния термодинамического равновесия. Для правильной интерпретации экспериментальных данных, учитывая столь сложное поведение сплавов, особенно важно знание общих закономерностей взаимодействия компонентов в рассматриваемых системах. Поэтому, наряду с обстоятельными многолетними исследованиями с целью построения полных диаграмм состояния [1, 9, 121, целесообразно выполнять работы, цель которых — сравнительное исследование немногих сплавов многих систем в идентичных условиях, выявление на этой основе общих черт в поведении систем-аналогов [3, 12] и использование полученных результатов при оценке собственных экспериментальных и литературных данных и при планировании новых исследований [4]. [c.161]

Наивысшей абсорбцией водорода обладают элементы ПШ группы — лантаноиды и актиноиды. Гидридам элементов IVb группы уже не отвечает предельное содержание водорода, казалось бы соответствующее этой группе — МеН4. Даже при повышенных давлениях достигается лишь состав МеНг. Й по свойствам своим эти гидриды, по сравнению с гидридами лантаноидов, значительно более приближаются к металлическим сплавам, что следует хотя бы из возможности построения диаграмм состояния таких систем, как титан — водород и цирконий водород, на основе применения методов термического анализа и изучения микроструктуры. При дальнейшем движении в сторону возрастания номера вертикальных групп периодической системы абсорбция водорода все уменьшается, и для гидридов элементов семейства железа и подгрупп меди и цинка мы переходим в область эндотермической абсорбции водорода, т. е. растворов водорода в металлах, подчиняющихся закону Сивертса, если не считать палладия, значительное поглощение водорода которым уже близко к стехиометрическому и сопровождается выделением тепла. [c.161]

Результаты изучения системы представлены на рис. 13. Диаграмма состояния системы Ре — 5п построена по данным работы [156]. При прибавлении к расплавленному хлористому олову металлического железа наступает их взаимодействие с образованием хлористого железа и металлического олова. Металлическое олово, взаимодействуя с железом, образует легкоплавкое соединение РеЗпг и другие сплавы. В точке, соответствующей 5 мол.% ЗпСЬ и температуре 240° С, кристаллизуются одновременно ЗпСк и РеСЬ. При дальнейшем увеличении содержания железа появляется ветвь кристаллизации РеСЬ. [c.60]

На рис. 1.2, а показана диаграмма состояния системы и—иОг, построенная Эдвардсом и Мартином [30]. Особенность этой диаграммы — расширяющаяся с ростом температуры область достехиометрической двуокиси урана и область несмешиваемости в жидком состоянии. Пределы концентраций области несмешиваемости установлены металлографическим исследованием сплавов, приготовленных методом дуговой плавки в среде аргона. При температуре дуговой плавки каждый сплав из области несмешиваемости состоял из жидкого металла и жидкой окисной фазы, которая представляет собой моно-тектическую жидкость, дающую при охлаждении дисперсные уран и иОг. Достехиометрическая граница двуокиси урана была уточнена по сплавам, полученным насыщением металлического урана кислородом за счет двуокиси урана, служившей материалом тигля, в котором нагревался уран. Урановые расплавы выдерживали при заданной температуре и быстро охлаждали с тиглем. Микроструктурное исследование закаленных образцов показало, что образовавшиеся сплавы представляют собой металлические корольки, отделенные от стенок тигля окисными наростами кристаллов иОг, перемежающихся прожилками металлического урана. При температуре опыта каждый окисный нарост был однофаз-10 [c.10]

В 1900 г. Розебом в своем известном мемуаре Железо и сталь с точки зрения учения о фазах впервые дал диаграмму состояния сплавов железа с углеродом, построенную на основании теоретических соображений об условиях равновесия двойных металлических систем и правила фаз Гиббса, причем в основу легли данные Р. Аустена, полученные им при экспериментальных исследованиях температур кристаллизации и превращений в системе железо — углерод. [c.103]

Бинарная система серебро — золото. В металлическом виде серебро и золото полностью растворимы одно в другом, причем не только в жидком, но и в твердом (кристаллическом) состоянии. Твердый сплав серебра и золота состоит из одной фазы — гомогенных кристаллов, кристаллизующи-чся в системе плотнейшей кубической упаковки (эта кристаллическая система описана для меди в гл. II) атомы золота и серебра занимают i te Ta в кристаллической решетке, но-существу, случайно. Фазовая диаграмма, показанная на рис. 158, отражает такое положение. Из диаграммы видно, что добавление небольшого количества золота к чистому серебру не понижает точки затвердевания сплава обычным образом, а вызывает повышзние температуры кристаллизации. [c.414]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология