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

Определение конод

В предыдущем разделе было показано, как комбинацией микроструктурного и рентгеновского методов можно установить фазовые области в изотермическом сечении тройной системы. Для полного построения диаграммы необходимо на двухфазные области нанести линии — коноды, определение которых часто очень трудное дело. Отметим, что с помощью количественных методов микроскопического исследования часто бывает возможно установить приблизительное положение этих линий. Предположим, что на рис. 234 показан один угол тройной

системы и что являются границами областей образуемых двумя фазами

Пусть двухфазный сплав, в котором относительные количества относятся, как Мы можем подобрать две такие прямые, для которых будет справедливо соотношение Поскольку нас интересует количество фаз, возможно, что каждая из этих двух прямых линий является конодой. Исследование нескольких других сплавов, находящихся в двухфазной области даст возможность правильно выбрать коноду из этих двух линий. Если, например, сплав состава содержит равные количества двух фаз, то это можно изобразить только конодой Отсюда ясно, что для сплава конодой является линия Такой же принцип используется, если коноды наносятся на основании измерений содержания фаз в сплаве или по интенсивности диффракционных линий на рентгенограммах Дебая-Шеррера. Относительная точность каждого из этих двух методов зависит от того, насколько, рентгеновский метод свободен от ошибок, возникающих вследствие влияния размера и формы частиц. Если можно достоверно показать, что такие ошибки незначительны, то рентгеновский метод является наиболее подходящим. Но в других отношениях трудно сделать правильный выбор. Если применяется микроскопическое исследование, то следует позаботиться, чтобы не возникало ошибок из-за предпочтительной ориентировки кристаллических плоскостей.

При проведении точных исследований необходимо определять период решетки, и вся проблема оказывается гораздо сложнее, чем при изучении бинарных систем. Как указывалось выше, в бинарных системах период решетки всех двухфазных сплавов при данной температуре является постоянным. Поэтому для построения кривой периода решетки в зависимости от состава необходимо исследовать только один двухфазный сплав, это бывает достаточно для того, чтобы определить равновесные составы двух фаз при интересующей температуре. Для контроля точности всегда лучше исследовать два или три сплава.

В тройной системе мы сначала определяем изменение постоянной решетки в зависимости от состава в области каждой фазы вблизи кривых предельной растворимости в твердом состоянии. Для того чтобы вычертить изопарамегрические кривые, т. е. линии, соединяющие составы сплавов с одинаковым периодом решетки, необходимо исследовать много сплавов. Если бы твердые растворы имели значительное протяжение

при высоких температурах (т. е. при температурах выше, чей изотермическое сечение на рис. 234) и если бы при закалке не происходил распад, то положение изопараметрических линий можно было установить так, как показано на рис. 235. Для этого необходимо поставить эксперименты на сплавах, закаленных от высоких температур. Такое исследование весьма трудоемко, особенно если принять во внимание, что в тройных твердых растворах так же, как и в бинарных, вследствие роли Бриллюэновой зоны могут встречаться аномальные изгибы кривой периода решетки, вычерченной в зависимости от состава.

Рис. 234

Рис. 235

Для точной и надежной работы совершенно нельзя предполагать, что изопараметрические линии, например, показанные на рис. 235, могут быть нанесены на основании данных измерений периода решетки нескольких сплавов. Если изопараметрические линии на рис. 235 установлены надежно, а кривая растворимости определена точно, то известно изменение периода решетки вдоль линии и подобная методика исследования может быть принята для измерения периода решетки вдоль границы На этом этапе работы измерение периода решеток закаленных двухфазных -сплавов дает возможность точно нанести линии — коноды. Решение такой задачи является одним из наиболее ценных применений рентгеновского метода.

Как указывалось выше, имеются бинарные системы, в которых изменения периода решетки оказываются слишком малыми и трудно поддаются измерению. Могло поэтому случиться, что в тройной системе на рис. 235 изопараметрические линии шли бы почти параллельно части границы В таком случае рентгеновский метод не мог бы быть применен.

Другой метод, противоположный описанному выше, основан на измерении периода решеток серии сплавов 1,2, 3, 4, 5,

6 и 7, составы которых лежат на прямой В этом случае, если мы строим кривую зависимости периода решетки от состава, можно вообще (хотя и не всегда) ожидать изменения в направлении кривой периода решетки при переходе от гомогенных сплавов 2, 3, 4 и 5 к двухфазным сплавам и 7. Точка, в которой происходит изменение направления, будет устанавливать период решетки и состав сплава на кривой растворимости Однако этот метод не является достаточно надежным, так как коноды могут перемещаться в таком направлении, что период решетки -фазы при прохождении составов через область в направлении изменяется без перегиба на кривой зависимости решетки от состава или даже почти плавно, как при изменении в пределах гомогенной области а.

Рис. 236

Рис. 237

Там, где такой метод дает возможность обнаружить перегибы, он может быть использован для определения границы Важно, чтобы работа проводилась обстоятельно; следует всегда помнить о влиянии зоны Бриллюэна или других факторов, которые могут вызвать аномальное изменение периода решетки в зависимости от состава.

В тех случаях, когда исследователь интересуется исключительно конодами, а не зависимостью периода решетки от состава, для различных фаз иногда можно без потери точности значительно сэкономить время, необходимое для исследования, применяя различные варианты следующих методов. Предположим, что на рис. 237 указана такая же система, как на рис. 234, и что фазовые границы определены точно. Рассмотрим сплав лежащий вне гомогенной -области. Ясно, что при любом направлении коноды, проходящей через ее пересечение с линией не будет далеко удалено от точки Мы можем приготовить серию сплавов 1, 2, 3, 4, расположенных, хотя и близко к границе но в то же время достаточно удаленных от нее, чтобы дать диффракционные линии -фазы, имеющие резкость, достаточную для точного измерения. Затем

методом подбора и интерполяции мы можем найти сплав в области 1, 2, 3, 4, у которого период решетки -фазы такой же, как у сплава Таким образом может быть ориентировочно нанесена конода. Вероятно найденное положение коноды будет правильным, хотя всегда имеется возможность, что такой же период решетки, как у сплава может встретиться в нескольких местах на линии Если исследователь допустит ошибку, то она может быть обнаружена по непоследовательности на следующих стадиях работы.

Предположим, что линия (рис. 237), представляет собой первую нанесенную таким образом коноду. Тогда мы можем приготовить сплав находящийся достаточно далеко от границы а поэтому дающий достаточно четкие линии а- и -фазы. Зная направление линии и характер изменения параметра решетки -фазы в сплавах 1,2, 3 и 4, мы можем затем сделать заключение о составе сплавов, например 5,6 и 7, которые имеют такой же параметр решетки -фазы, как сплав Затем могут быть отлиты сплавы 5, 6, 7 и измерены их постоянные решетки. Эти результаты позволяют найти положение для второй коноды.

Таким образом, методом проб и интерполяций поперек двухфазной области на диаграмму наносятся коноды. Если работа выполняется достаточно тщательно, точность будет такой же большой, как и при использовании описанного выше метода. В зависимости от рассматриваемой системы метод может быть применен для исследования закаленных сплавов или образцов, изучаемых с помощью высокотемпературной камеры. Этот способ исследования имеет преимущество, заключающееся в том, что на его результаты не влияют аномальные изменения постоянной решетки, наблюдаемые в пределах однофазной области, так как исследуются только двухфазные сплавы. Метод конечно, требует приготовления и исследования многих двухфазных сплавов, но он менее трудоемок, чем метод, заключающийся в точном определении изопараметричеоких линий. Однако, с другой стороны, исследование внутри двухфазной области не дает сведений об изменении постоянной решетки от состава внутри различных гомогенных областей, а эти изменения часто представляют большой интерес, и некоторые исследователи могут поэтому предпочесть более сложный метод работы.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление