1.3.3. Система с химическими соединениями

Диаграмма состояния двух веществ, образующих хи­мическое соединение, показана на рис. 3. Образующееся прочное химическое соединение А_пВ_тимеет высокую температуру плавления t_x.Раствор в точке 1 содержит веществаВбольше, чем необходимо для образова­ния химического соединения. Этот избыток пони­жает его температуру плавления до t'_x.

Рис. 3. Диаграмма состояния с химическим соединением

Подобным же образом избыток вещества А (точка 2) снижает темпе­ратуру плавления соединения до t"_x.Это полностью по­добно характеру диаграммы состояния на рис. 1. Ли­нии СЕ₁и СЕ₂ являются линиями ликвидус, указываю­щими температуры и составы жидких растворов, из которых кристаллизуется химическое соединение. ТочкиЕ₁ и Е₂отвечают составам и температурам эвтектиче­ских смесей, образованных химическим соединением и веществом А в первом случае и веществом Вво вто­ром. Присутствие в растворе химического соединения в свою очередь понижает температуру плавления как вещества А, так и вещества В.Кривые t_A Е₁и t_BE₂пред­ставляют собой линии ликвидус, соответствующие кри­сталлизации веществ А и В.Диаграмму состояния, изо­браженную на рис.4, можно рассматривать как отдель­ные диаграммы для двух систем А—А_nВ_mи А_nВ_m—В с полным отсутствием растворимости в твердом состоя­нии (см. рис. 1), если разрезать ее по вертикальной линииСА_nВ_m.Таким образом, существование максимума на кривой ликвидус свидетельствует об образовании хи­мического соединения между веществами А и В.

2. Методические указания к выполнению расчетно-графического задания №2

2.1. Формулировка задания

Вычертить диаграмму состояния системы Д-Fв координатах температура – состав (в масс. %). Диаграммы приводятся в приложении 1 или [6, 7]. Задания по вариантам приведены в таблице 1.

а) Указать, есть ли в системе химические соединения, их число, характер плавления, химический состав и простейшие формулы.

б) Отметить линии ликвидуса, солидуса. Определить поля устойчивости фаз.

в) Указать, есть ли в системе линии безвариантных равновесий, и каким температурам они отвечают? Определить составы равновесных фаз и написать уравнения превращении, протекающих при отводе тепла при каждой из указанных на диаграмме температурах, отвечающих безвариантным равновесиям.

г) Проследить за изменением фазового состояния сплавов, содержащих «а» и «б» (масс %) вещества Fсоответственно при понижении температуры отt₁₀доt₁₁.

д) Изобразить (справа от диаграммы с одинаковым масштабом по температуре) схематический вид кривых охлаждения этих сплавов (масштаб по оси времени произволен).

е) Рассчитать массу жидкой фазы и количества вещества Fв ней, если общая масса системыN_кг, температураt₁₂, а суммарное содержаниеFв смеси фаз составляет «в» в масс. %.

Исходные данные к задаче

Таблица 1

Но- мер вари- анта	Вещества		Состав, масс. %				Температура, °С				Мас- са спла- ва N		Но- мер ри- сунка
	Д	F	а	б	в	t10		t11	t12
1	2	3	4	5	6	7		8	9	12		13
1	Cr	Sb	10	90	40	2000		400	1200	110		36
2	Zr	V	5	40	70	2000		500	1400	14		37
3	Fe	Zn	15	50	50	950		500	850	300		38
4	Fe	Sn	20	70	70	1500		200	1000	160		39
5	Co	U	20	85	20	1600		400	1200	208		40
6	Ag	Ge	3	10	70	1000		600	800	600		1
7	Cu	Ag	5	90	30	1100		300	900	38		32
8	Mo	V	15	70	70	2700		1800	1900	59		41
9	Zn	Al	10	40	40	600		200	500	30		42
10	Cu	Pb	15	70	70	1100		300	700	92		43
11	Th	Hf	20	50	50	1900		1000	1700	25		44
12	Bi	Mn	22	90	90	1400		100	1100	77		45
13	V	Si	90	60	30	2100		900	2100	100		46
14	Ga	Pr	20	80	80	1300		0	700	120		47
15	Cu	Fe	10	90	40	1550		700	1300	54		48
16	Bi	Cd	10	70	70	400		0	200	10		49
17	Al	Sb	20	90	40	1100		500	700	65		50
18	K	Sb	30	95	60	700		50	500	200		51
19	La	Pb	0	90	30	1100		200	850	13		52
20	Ti	Ag	20	80	20	1700		700	1400	140		53
21	K	Pb	50	80	90	600		0	340	37		54
22	Zr	Ge	5	20	80	2000		800	1000	40		55
23	Al	Pr	10	80	40	1500		500	800	15		56
24	Bi	Se	20	70	20	800		20	50	70		57
25	Fe	Sb	40	70	90	1300		500	700	8		58
26	Na	Tl	20	80	70	250		50	100	14		59
27	Zr	Fe	10	65	65	1700		700	1500	150		60
28	Li	Al	15	70	15	800		100	300	180		61
29	Na	K	20	60	50	100		-50	0	33		62
30	Pt	W	50	90	90	3200		1800	2600	63		63
31	Bi	Cs	30	55	30	700		100	500	60		64
32	Fe	Ta	40	90	40	260		800	1600	28		65 Продолжение таблицы 1
33	Bi	Pt	40	80	80	1400		200	800	89		66
34	Al	Ni	5	70	50	1730		600	1200	4		67
35	Fe	Cu	5	30	30	1600		800	1300	80		68
36	Al	Ca	5	90	90	900		450	650	12		69
37	Ge	Te	25	80	80	1000		300	400	57		70
38	Re	W	10	35	70	3200		2700	3000	117		71
39	Bi	Na	20	80	80	800		0	200	83		72
40	Mo	Si	3	50	50	2500		1200	1600	3		73
41	Zr	Mo	5	60	70	2200		600	2000	54		74
42	Zr	Sn	12	57	30	2100		700	1600	320		75
43	Mg	Sn	20	80	50	700		100	600	50		76
44	Mg	Sb	50	90	50	1000		500	700	90		77
45	Mg	Zn	30	65	65	600		200	350	18		78
46	Ti	Fe	10	75	60	1600		400	1400	85		79
47	Fe	Ce	15	97	50	1550		400	1000	44		80
48	Zr	B	10	60	60	2800		1000	2000	215		81
49	Fe	Ge	30	60	90	1300		800	900	14		82
50	W	Zr	10	50	10	3400		800	2400	90		83