1.3. Анализ диаграмм фазового равновесия

Анализ диаграмм фазового равновесия начинается с установ­ления принадлежности диаграммы состояния к одному из пяти описанных выше типов (см. рис. 1). При этом следует иметь в виду, что наличие одной или нескольких эвтектических точек на диаграмме свидетельствует о принадлежности к эвтектиче­ским диаграммам только при отсутствии сингулярных точек. В противном случае мы имеем диаграммы состояния с химиче­скими соединениями.

Для выполнения фазового анализа по заданной диаграмме состояния необходимо разделить ее на части, каждая из кото­рых должна быть похожа на типовые диаграммы. Затем нужно определить все фазы системы и многофазные области на диаг­рамме состояния. После этого рассматриваются превращения при кристаллизации жидкой фазы и превращения в твердом состоянии. Например, диаграмму состояния системы Ag – Сu (см. рис. 5, б) можно разделить на шесть областей. Две из них являются областями твердых растворов аир. Остальные относятся к однофазным (например, расплав на диаграмме на­ходится выше линии ликвидуса) или двухфазным областям.

Состав твердых растворов определяется, как правило, в точке максимальной растворимости. Для этого из найденной точки опускается перпендикуляр на ось абсцисс, и в соответствии с за­данным масштабом определяется соотношение между компо­нентами.

2. Практическая часть

2.1. Порядок выполнения работы

Для выполнения задания необходимо:

2.1.1. Получить у преподавателя номер варианта и выписать индивидуальное задание из таблицы 1.

2.1.2. Начертить в масштабе анализируемую диаграмму состо­яния.

2.1.3. Дать буквенные обозначения всем линиям диаграммы состояния.

2.1.4. Определить, к какому типу (см. рис. 1) относится диаграмма состояния.

2.1.5. Провести фазовый и структурный анализы диаграммы состояния.

2.1.6. Рассчитать составы твердых растворов (при их наличии в системе).

2.1.7. Написать практическую часть отчета о работе в соответ­ствии с вышеуказанными пунктами задания.

Таблица 1.

Перечень диаграмм состояния двойных сис­тем для выполнения индивидуального задания.

Номер варианта	Наименование диаграммы состояния	Краткая характеристика сплавов системы
1	Ag – La	Сплавы серебра используют как материал для слаботочных контактов, в виде гальванических покрытий и тонких токопроводящих пленок в печатных платах, в монтажных проводах
2	Al-Ca	Диаграмма представляет интерес для изучения свойств строительных материалов
3	Al-Cu	Наиболее распространенные алюминиевые спла­вы. Их свойства в значительной степени опре­деляются содержанием меди
4	Al-Si	Состав сплавов силуминов близок к эвтектиче­скому, и поэтому они отличаются высокими литейными свойствами, а отливки большой плотностью. Эти сплавы сравнительно легко обрабатываются резанием; их используют в авто- и авиастроении для изготовления дета­лей сложной конфигурации
5	Bi-Te	Сплавы висмута с теллуром используют для изготовления термоэлектрических генераторов. Теллурид висмута Bi2Te3 относится к сложным полупроводникам, обладающим сильной ани­зотропией свойств даже в пленочных образцах
6	Ca-Pb	Сплавы этой системы (кальциевые баббиты) обладают антифрикционными свойствами. Кальциевые баббиты получили большое рас­пространение на железнодорожном транспорте (подшипники вагонов и коленчатого вала теп­ловозных дизелей и т.д.)
7	Cr-Ni	Сплавы никеля с хромом (нихромы) обладают высоким омическим сопротивлением с рабочей температурой до 1050"С и используются для нагревателей электрических печей, бытовых приборов, а также в резисторах, терморезисто­рах и тензодатчиках
8	Си – Zr	Использование циркония в медных сплавах обеспечивает им высокие прочностные харак­теристики в сочетании с особыми свойствами (жаропрочность, коррозионная стойкость)
9	K-Bi	Сплавы калия с висмутом используют в каче­стве припоев
10	Mg- Ce	Введение церия в в магниевые сплавы измель­чает зерно, улучшает механические свойства и деформацию сплавов в холодном состоянии. Применяют для производства сварных деталей и конструкций без термообработки
11	Mg-Ni	Введение никеля в магниевые сплавы повы­шает их сопротивляемость коррозии
12	Mg-Pb	Сплавы обладают малой плотностью, высокой удельной прочностью, хорошо поглощают виб­рации, что в основном предопределило их ис­пользование в авиационной и ракетной технике. Они отличаются высокой теплопроводностью и поэтому используются в производстве нагру­женных деталей двигателей (коробки передач, тормозные барабаны и др.)
13	Ni-Nb	Система представляет интерес при изучении многокомпонентных сплавов на основе железа (например, Fe-Ni-AI-Nb), используемых для изготовления малогабаритных магнитов
14	Ti-Cu	Легирование титана медью влияет на стабили­зацию его полиморфных модификаций
15	Ti-Mn	Сплавы применяются в авиации, ракетной тех­нике, химическом машиностроении. Легирова­ние титана марганцем повышает его прочность
16	Ti-Ni	Сплавы этой системы обладают эффектом «па­мяти формы», т.е. после пластической деформа­ции они восстанавливают свою первоначаль­ную геометрическую форму или в результате нагрева, или непосредственно после снятия нагрузки (сверхупругость). Сплавы на основе мононикелида титана NiTi (нитинол) обладают
		высокой прочностью, пластичностью, корро­зионной и кавитациониой стойкостью и демп­фирующей способностью. Нитинол применяют как магнитный высокодемпфирующий мате­риал в автоматических прерывателях тока, за­поминающих устройствах, в температурно-чувствительньгх датчиках
17	V-Si	В этой системе образуются материалы, относя­щиеся к группе бескислородной керамики, – силициды (MeSi), которые обладают высокой огнеупорностью, твердостью и износостойкостью по отношению к агрессивным средам
18	W-C	Система позволяет изучить условия образования различных карбидов вольфрама, получение ко­торых необходимо при производстве быстро­режущих сталей, относящихся к ледебуритному классу
19	Zr-Mo	Металлы, входящие в состав этой системы, отно­сятся к тугоплавким с температурой плавления выше 2500°С, поэтому их сплавы используют, главным образом как жаропрочные
20	Zr- V	Тугоплавкие соединения циркония, обладающие сравнительно высокой электропроводностью, применяют для изготовления анодов и сеток электронных приборов, пленок для печатного монтажа

Примечание. Для всех вариантов соответствующие диаграммы состояний приведены в приложении I.