Применение сплавов смесей:
В качестве литейных, обладающих хорошей жидкотекучестью благодаря наличию в их структуре эвтектики.
Припои для пайки, например ПОС-61 (61% олова, остальное свинец). Сплав эвтектический, кристаллизуется при постоянной минимальной температуре 183 0С.
Тепловые предохранители, т.к. сплавы смеси при любой концентрации имеют одинаковую температуру начала плавления (линия солидус). Это обеспечивает точность срабатывания предохранителей при повышении температуры до заданных значений.
Типографские шрифты (доэвтектический сплав Pb-Sb), дающие четкий отпечаток при повышенной, по сравнению с чистым свинцом, износостойкостью.
5. Вкладыши подшипников скольжения (баббиты), представляющие собой заэвтектические сплавы, состоящие из пластичной эвтектики с включениями кристаллов твердой фазы. Мягкая основа обеспечивает хорошую прирабатываемость к валу, а твердые включения повышают износостойкость и несущую способность подшипника.
Анализ диаграммы состояния сплавов твердых растворов с неограниченной растворимостью системы медь - никель
Сплав Сu–Ni относится к сплавам — твердым растворам II типа. Компоненты сплава имеют одинаковую кристаллическую решетку гранецентрированного куба и неограниченно растворимы как в жидком, так и в твердом состоянии. Взаимодействуя между собой они образуют единую кристаллическую решетку. Общий вид диаграммы состояния Сu – Ni приведен на рис. 3.6. Выпуклая линия АВ диаграммы является ликвидусом, выше которой все сплавы данной системы находятся в жидком состоянии. Вогнутая линия АВ (солидус), ниже которой сплавы с любой концентрацией представляют собой твердые растворы. Между ликвидусом и солидусом одновременно находятся две фазы: жидкий и твердый растворы.
Чтобы охарактеризовать фазовое состояние конкретного сплава при заданной температуре, необходимо определить природу фаз, находящихся в равновесии при данной температуре, их химический состав и относительное количество. Для этого используют правило отрезков, которое подробно рассмотрено выше.
t, оC
1452о
-
1400
Ж жидкий раствор
В
Ж+α
1200
1083о А
1000
α твердый раствор
800
0 20 40 60 80 100%Ni
100%Cu Ni
Рис. 3.6. Диаграмма состояния сплава «медь—никель», образующего
твердый раствор с неограниченной растворимостью
Анализ диаграммы проводим на примере изменения фазового состояния, происходящего при снижении температуры в сплаве, содержащем 72 % Ni и 28 % Сu (рис. 3.7).
Рис. 3.7. Диаграмма состояния системы «медь – никель»
Для определения фазового состава сплава в интервале кристаллизации применяют правило отрезков.
При охлаждении
сплава из жидкого состояния ниже точки
1, лежащей на линии ликвидус,
начинается кристаллизация, которая
заканчивается при достижении температуры
точки 2 на линии солидус.
В двухфазной системе число степеней
свободы С1-2
= 2–2+1=1.
Скорость охлаждения снижается, т.к.
затвердевание сплава сопровождается
тепловым эффектом. Фазовые превращения
выражаются уравнением
α2
. После окончания кристаллизации
структура сплава состоит из зерен
твердого раствора α, имеющих одинаковый
состав.
Однако в процессе кристаллизации концентрация компонентов постоянно изменяется: в жидком растворе – по линии ликвидус от точки 1 до точки 2', а в растущих кристаллах твердого раствора α – по линии солидус от точки 1' до точки 2 (показано стрелками на рис. 3.7).
Поэтому микроструктура литого сплава (рис. 3.8, а) имеет ярко выраженную внутризёренную химическую неоднородность, называемую дендритной ликвацией. Это снижает коррозионную стойкость сплава. Для выравнивания химического состава, а, следовательно, повышения свойств, литой сплав подвергают деформированию с последующим отжигом. В результате микроструктура становится однородной (рис. 3.8, б).
а) б)
Рис. 3.8. Микроструктуры сплава Сu – Ni, содержащего 30% Ni
(135, травлено): а) – сплав литой; б) – сплав деформированный и
отожжённый