Главная > Разное > Диаграммы равновесия металлических систем
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Установление поверхности ликвидус

Если бинарные системы известны (см. рис. 225), то угол А тройной системы даст начало поверхности ликвидус, соответствующей равновесию с твердым раствором А, в то время как от линии будет начинаться поверхность ликвидус, соответствующая ряду твердых растворов, образованных компонентами Можно ожидать, что экстремальная точка, соответствующая фазе X в системе даст начало горбу на поверхности ликвидус тройной системы, а от эвтектик в системах

начнутся эвтектические впадины. Знание теории строения сплавов иногда дает возможность при исследовании некоторых тройных систем сделать правильные предположения относительно местонахождения тройных фаз, отличающихся от бинарных фаз. Как правило, это сделать трудно, и мы не можем оказать, будут ли в рассматриваемом случае существовать поверхности ликвидус, соответствующие тройным фазам.

Оптимальная методика исследования будет зависеть от того, насколько редки и химически активны металлы Когда нужно исследовать всю тройную систему, большое число сплавов приходится отжигать в течение длительного времени. Так как отжиг не требует большого внимания, некоторые исследователи предпочитают получить сначала общее представление о всей поверхности ликвидус. Снятие кривых охлаждения до низких температур дает много полезных сведений, на основе которых можно построить скелет диаграммы. Такое предварительное исследование разрешает выбрать составы и температуры, наиболее подходящие для проведения отжига. Параллельно с отжигом следует начать эксперименты по более точному определению положения поверхности ликвидус.

Другие исследователи могут предпочесть вначале систематически работать в области поверхности ликвидус и начать проведение отжига после получения некоторых предварительных сведений. В любом случае конечным результатом исследования должно быть получение серии точных кривых охлаждения большого числа сплавов, достаточного, чтобы дать представление обо всей области составов и окончательно установить ликвидус. Если в изучаемой системе сплавы желаемых составов могут быть получены достаточно легко, то все решается выбором составов, находящихся на прямых, параллельных сторонам концентрационного треугольника (рис. 225). Такой выбор облегчает построение вертикальных сечений, соответствующих постоянному содержанию одного из элементов. В начале исследования кривые охлаждения могут быть сняты для составов, отличающихся на 10% (атомн.), как показано кружками на рис. 225. Это составит 66 кривых охлаждения, 30 из которых будут относиться к бинарным сплавам. Если бинарные систё-мы известны, то число кривых для бинарных сплавов может быть сокращено. Однако необходимо исследовать достаточное число бинарных сплавов, чтобы убедиться, что получаемые результаты находятся в соответствии с результатами предыдущих исследователей и что отсутствуют ошибки вследствие изменения чистоты применяемых металлов.

Для того чтобы получить максимум сведений, каждая кривая охлаждения должна быть продолжена до достаточно низких температур. Можно ожидать, что сплавы, богатые компонентом А, на диаграмме рис. 225 покажут первую остановку, соответствующую/иристаллизации твердого раствора А. Эта остановка будет сопровождаться второй остановкой в результате наличия бинарной эвтектической впадины, начинающейся из точки или перитектической линии, начинающейся из точки Если результаты, полученные для сплавов, указанных кружочками на рис. 225, окажутся недостаточными для установления формы диаграммы, приготовляют добавочные сплавы. Для облегчения вычерчивания вертикального сечения составы дополнительных сплавов должны находиться на той же прямой, на которой выбраны составы первых сплавов. Эти сплавы на рис. 225 отмечены крестиками.

Для окончательного установления поверхности ликвидус обычно приготовляют еще некоторые количества сплавов. Таким образом, каждая линия, начинающаяся от точек превращения в бинарных системах, продолжается внутрь тройной диаграммы, и по данным термического анализа может быть установлена большая часть или вся поверхность ликвидус.

Во всех случаях образцы, с которых снимались кривые охлаждения, подвергают микроскопическому анализу; этим методом часто можно получить много полезных сведений. Так, некоторые сплавы, богатые компонентом А, будут принадлежать бинарной эвтектической кривой, начинающейся от точки в благоприятных случаях это может быть установлено микроанализом. Если в этой области кривые охлаждения обнаруживают третью остановку при постоянной температуре, то микроскопическое исследование может показать, соответствует ли это образованию тройной эвтектики (т. е. трех твердых фаз) или перитектической реакции. Когда кривые снимаются при скорости охлаждения 1—2 град/мин, истинное равновесие при низких температурах, конечно, не устанавливается. Но микроанализ слитков, с которых снимались кривые охлаждения, часто дает очень ценные сведения для установления области существования различных фаз. Если микроструктуры таких образцов обнаруживали выделения, это указывало бы на то, что область существования фазы суживается при понижении температуры. При образовании тройных фаз микроструктура может обнаружить неоднородность, а это свидетельствует о переменном составе фазы. Таким образом, результаты микроскопического исследования могут оказаться очень существенными.

Точное установление поверхности ликвидус, конечно, включает определение составов слитков, с которых снимались кривые охлаждения. Если компоненты тройной системы химически не активны и не летучи, то может быть применен метод синтетических составов (см. выше). Может быть также применен описанный выше метод, в котором небольшая часть расплава выливается в холодную форму незадолго перед тем, как достигается температура остановки. Этот метод имеет определенное преимущество, так как получающийся слиток имеет состав образца, с которого снята кривая охлаждения; таким образом, может значительно уменьшиться число требующихся химических определений. Стоимость химических анализов при построении тройной диаграммы очень велика. Нужно сделать все возможное, чтобы использовать данные одного анализа для нескольких целей. Если сплавы обладают повышенной химической активностью и не могут быть отлиты на воздухе, то можно для отбора небольших порций металла приспособить установку, показанную на рис. 36, а с оставшегося расплава снимать кривые охлаждения.

Во всех случаях отобранные небольшие порции сплава для контроля загрязнений, вносимых при снятии кривых охлаждения, должны быть проанализированы на все три компонента. Результаты этих анализов покажут, можно ли анализировать остающийся слиток только на содержание двух металлов, а содержание третьего получать по разнице.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление