2.7. Диаграмма состояния сплавов, испытывающих полиморфные превращения

Если хотя бы один из компонентов обладает полиморфизмом, то на диаграмме наблюдаются превращения в твердом состоянии. Такими компонентами являются Ре, Тi, Sn, Со, Мп и др.

В диаграммах с полиморфными превращениями верхняя часть диаграммы характеризует первичную кристаллизацию, нижняя - вторичную.

На диаграмме, приведенной на рис. 71, компоненты испытывают полиморфные превращения, причем низкотемпературная модификация дает ограниченные твер­дые растворы. При температуре, соответ­ствующей горизонтальной линии КСN, происходит распад γ-твердого раствор с одновременным выделением α- и β-фаз: γ_с ↔ α._к + β_N. Превращение происхо­дит аналогично кристаллизации эвтектики, но не из жидкости, а из твердого раство­ра. Это превращение, происходящее в твердом состоянии, называют эвтектоидным, а полученную меха­ническую смесь - эвтектоидом.

3. Связь диаграмм состояния со свойствами сплавов

Х арактер образующихся фаз определяет свойства сплава и обус­ловлен видом диаграммы состояния. Поэтому между свойствами сплавов и диаграммами состояния существует определенная связь (рис. 72).

В случае образования механических смесей свойства сплавов (твердость, электросопротивление и др.) меняются по линейному закону (аддитивно).

При образовании твердых растворов свойства резко отличаются от свойств компонентов. Свойства меняются по криволинейному за­кону с максимумом или минимумом.

Диаграммы с химическим соедине­нием дают характерный перелом (син­гулярную точку) на кривой свойств. Существует также связь между видом диаграммы состояния и техно­логическими свойствами сплава (рис. 73).

С плавы эвтектического состава имеют хорошие литейные свойства: низкую температуру затвердевания, хорошую жидкотекучесть и дают усад­ку в виде концентрированной уса­дочной раковины.

Обработке давлением лучше под­даются однофазные сплавы - чистые металлы или однородные твердые рас­творы. Пластичность падает при по­явлении в структуре эвтектики.

Обрабатываемость режущим инст­рументом облегчается при применении структурно неоднородных сплавов.

4. Основные сведения о диаграммах состояния тройных систем

Сплавы, используемые в современной технике, обычно содержат более двух компонентов. Фазовые превращения в тройных сплавах характеризуются с помощью тройных диаграмм сос­тояния.

Тройные диаграммы состояния являются пространственными фигурами. Составы тройных сплавов отображают на плоскости с помощью так называемого концентрационного треугольника, вершины которого соответствуют чистым компонентам, а сто­роны - составам двойных сплавов. Любая точка внутри тре­угольника соответствует тройному сплаву определенного состава. По вертикали откладывается температура (рис. 74).

Таким образом, тройная диаграмма состояния представляет собой трехгранную призму, в основании которой находится кон­центрационный треугольник, а гранями являются диаграммы состояния двойных сплавов А-В; В-С, С-А, сверху тройная диаграмма ограничена сложной поверхностью ликвидус, примы­кающей к линиям и ликвидус двойных сплавов.

О днако применение пространственных диаграмм сложно и не­достаточно наглядно. Поэтому обычно на концентрационный тре­угольник наносят линии, соответствующие одинаковым темпера­турам — изотермы, образующиеся в результате пересечения горизонтальных изотермических плоскостей с поверхностями диа­граммы (рис. 75).