складовою сплаву називається структурно відокремлена частина сплаву, що має під мікроскопом однорідну будову. Структурна складова може бути многофазной.
Системою сплавів називається сукупність всіх можливих сплавів на основі двох або більше компонентів, наприклад система В«залізо-цементитВ». p> Фази в металах і сплавах
У сплавах бувають рідкі та тверді фази. Вважається, що в рідкому
стані компоненти, як правило, необмежено розчиняються один в одному, тому сплави розрізняють по фазового і структурному складу в твердому стані.
Характеристика твердих фаз у сплавах
Твердими фазами в сплавах можуть бути:
а) чисті компоненти;
б) тверді розчини заміщення;
в) тверді розчини впровадження;
г) хімічні сполуки;
д) інтерметаллідним з'єднання.
Іноді в карбідах можуть утворюватися тверді розчини віднімання.
Чисті компоненти виділяються з рідкої фази у вигляді кристалів різної величини в тих випадках, коли компоненти абсолютно не розчиняються один в друга у твердому стані, наприклад, у сплавах свинець-сурма, срібло-свинець, олово-цинк та ін
Твердим розчином називається однофазна структура з кристалічною решіткою, утвореної атомами компонентів, що входять до складу сплаву. Компонент, кристалічна решітка якого зберігається, називається розчинником; компонент, що не зберігає свою кристалічну решітку, а віддає свої атоми в грати розчинника, - розчинним.
Розрізняють два основних типу твердих розчинів: заміщення та впровадження.
Тверді розчини заміщення утворюються шляхом заміщення атомами розчиненої речовини атомів розчинника в його кристалічній решітці. Тверді розчини можуть складатися з двох і більше компонентів, але в сплаві такий твердий розчин являє собою одну фазу.
Тверді розчини зазвичай позначаються літерами a, b і т.д. Тверді розчини заміщення можуть бути з обмеженою і необмеженою розчинністю компонентів один в одному. p> Тверді сплави заміщення з необмеженою розчинністю утворюються при дотриманні наступних умов:
а) компоненти повинні мати однаковий тип кристалічної решітки (Повинні бути ізоморфними);
б) відмінність атомних параметрів має бути невеликим (8 ... 15%);
в) компоненти повинні мати близькі фізичні властивості, однакову або мало відрізняється електронегативність. Твердий розчин заміщення являє собою одну фазу.
Тверді розчини впровадження утворюються шляхом впровадження окремих атомів розчиненої речовини у вільні пори кристалічної решітки розчинника. Ці тверді розчини характеризуються обмеженою розчинністю растворяющегося компонента, який, як правило, має значно менший атомний радіус. Растворяющийся компонент не має своєї кристалічної решітки. Розчин впровадження являє собою одну фазу.
Хімічні сполуки - різноманітні фази, характеризуються тим, що вони мають свої властивості, кристалічну решітку і температуру плавлення, в з'єднанні зберігається просте кратне співвідношення атомів компонентів, яке можна виразити формулою А m У n . Освіта хімічних сполук супроводжується певним тепловим ефектом. Найбільш часто зустрічаються наступні хімічні сполуки: карбіди, нітриди, оксиди, сульфіди, бориди і ін
інтерметаллідним сполуки - хімічні з'єднання між металами. Виділення їх в окрему групу в порівнянні із звичайними хімічними сполуками доцільно через їх особливої вЂ‹вЂ‹ролі в процесах дисперсійного зміцнення металів і сплавів при термообробці. Упрочняющими мелкодісперснимі інтерметаллідним фазами можуть бути, наприклад, інтерметаліди СіZn 2 , Сиве, Ni 3 Al, Ni 3 Mo та ін
Гетерогенні структури
Механічні суміші можуть складатися з чистих компонентів, твердих розчинів, хімічних сполук і т.д. При утворенні механічної суміші кристалічні решітки фаз не змінюються. Кристаліти механічної суміші зв'язуються між собою тільки спільними кордонами. Розрізняють евтектичну і евтектоїдних механічні суміші.
Евтектична механічна суміш утворюється при строго певній постійній температурі з рідкого раст злодія чітко визначеного хімічного складу.
евтектоїдний механічна суміш також утворюється при строго певній постійній температурі, але тільки при розпаді твердого розчину суворо визначеного хімічного складу.
Правило фаз Гіббса
Процеси, що відбуваються в металах і сплавах при їх фазових перетвореннях, підпорядковані загальному закону рівноваги, який називається правилом фаз Гіббса. З допомогою правила фаз можна визначити кількісну залежність між числом ступенів свободи, числом компонентів і фаз в умовах рівноваги.
У загальному вигляді правило фаз виражається наступним рівнянням
С = К - Ф + n,
де С - число ступенів свободи. Під числом ступенів свободи мається на увазі кількість незалежних змінних, зміна якого не призводить до зміни стану рівноваги системи, тобто ...
