1.12 Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния.

Как известно, вид диаграммы состояния зависит от того, какие фазы образуют оба компонента. Свойства сплава также зависят от того, какие соединения или какие фазы образовали компоненты сплава.

Поэтому очевидно, что между видом диаграммы состояния и свойствами сплава должна существовать определенная связь. На рис.1.24 приведены четыре основных типа диаграмм состояний и соответствующие им закономерности изменения свойств сплава с изменением концентрации:

1. При образовании смесей (рис.1.24,а) свойства сплава изменяются по линейному закону (аддитивно). Следовательно, значения свойств сплава находятся в интервале между свойствами чистых компонентов.

2. При образовании твердых растворов (рис. 1.24,б) свойства сплава изменяются по криволинейной зависимости, причем некоторые свойства, в первую очередь электросопротивление, могут значительно отличаться от свойств компонентов. Следовательно, при образовании механической смеси электросопротивление повышается незначительно, при образовании твердого раствора - весьма сильно. Поэтому распад твердого раствора на две (или более) фазы приводит к повышению электропроводности (закон Курнакова).

3. При образовании ограниченных твердых растворов (рис. 1.24,в) свойства в интервале концентраций, отвечающем однофазным твердым растворам, изменяются по криволинейному, а в двухфазной области диаграммы - по прямолинейному закону, причем крайние точки на прямой являются свойствами чистых фаз, предельно насыщенных твердых растворов, образующих данную смесь.

4. При образовании химического соединения на диаграмме концентрация - свойства (рис. 1.24, г) концентрация химического соединения отвечает максимуму (или минимуму) на кривой (в данном случае перелом прямой). Эта точка перелома, соответствующая химическому соединению, называется сингулярной (особой) точкой. По диаграмме состав - свойства находим стехиометрическое соотношение компонентов данного химического соединения, определяя какой концентрации отвечает сингулярная точка.

Рис.1.24 Свойства сплавов и их диаграммы состояния

По диаграммам состояния можно также определить технологические свойства сплавов. Чем больше расстояние между линиями ликвидуса и солидуса, тем больше интервал кристаллизации и тем больше склонность сплавов к ликвации и образованию усадочной пористости. Лучшими литейными свойствами обладают эвтектические сплавы. Эти же сплавы лучше обрабатываются резанием. Однофазные сплавы – твердые растворы – лучше деформируются в холодном и горячем состоянии.

Из сказанного можно сделать вывод, что диаграммы состояния позволяют теоретически спрогнозировать свойства сплавов, создавать промышленные сплавы с заданными (!!!!!!!) свойствами и выбирать оптимальные виды обработки для получения заданной структуры.

Метод изучения изменений свойств в зависимости от изменения состава сплавов и построения диаграммы состав - свойства был положен Н.С. Курнаковым в основу, разработанного им физико-химического анализа сплавов. В настоящее время физико-химический анализ является одним из основных методов изучения сплавов и его широко применяют в научных исследованиях новых сплавов при изучении структурных превращений и в других случаях.