Сплавы. Классификация сплавов. Зависимость структуры сплава от положения компонентов в периодической системе Д.И. Менделеева

Сплавы – это вещества, состоящие из двух или более элементов периодической системы. Получают их с помощью спекания или сплавлением.

Классификация сплавов:

1. Хим. соединения:

1) Постоянный хим. состав;

2) При образовании хим. соединения оба компонента меняют кристаллическую решетку и образуют новую кристаллическую решетку;

3) => Новые свойства отличаются от свойств компонентов. Все хим. соединения хрупкие и твердые;

4) Образуют компоненты расположенные в таблице Менделеева далеко друг от друга.

5) В крист. реш. атомы располагаются в опред. порядке => можно описать формулой;

2. Твердые растворы:

1) Не имеют пост. хим. состава, а хар-ся областью концентрации до 100 процентов;

2) При образовании ТВ раствора один компонент (растворитель) сохраняет решетку, второй (растворимый) ее теряет отдавая свои атомы решетке растворителя. В решетке нет правильного расположения атомов.

3) Исходные свойства растворителя: по мере растворения свойства меняются по параболическому закону. Все ТВ растворы пластичны и хорошо воспринимают деформации => отсюда сплавы на основе ТВ растворов наз деформированными.

4) 2 компонента = 1 пара

По типу растворения различают ТВ растворы:

- внедрения- атомы растворимого компонента внедряются в решетку растворителя, занимая свободные места. Как правило растворимость ТВ раствора повышается за счет нагрева. (Fe-C);

- замещения- в крист. реш. одного компонента часть атомов заменена на атомы другого (Fe-Ni);

Условия образования ТВ растворов замещения;

1) Одинаковые или близкие кристаллические решетки;

2) Небольшое различие в размерах решетки для этого различие атомных радиусов компонентов не должно превышать 15 процентов, а для того чтобы это соблюдалось они должны располагаться рядом в таблице Менделеева;

По растворимости различают ТВ растворы:

1) Неограниченная: Fe-Ni;

2) Ограниченная растворимость: Fe-Cr до 14% (с НЕМЕТ компонентами или МЕТ облад. примесями)

3. Смеси:

1) Не имеют постоянного состава;

2) При их образовании оба компонента сохраняют кристаллическую решетку;

3) Изменяют количество компонентов в сплаве по линейному закону;

4) Если компоненты не образуют хим соединений то они образуют смеси;

Примечание: Смеси могут образовывать чистые компоненты (ТВ растворы + хим соединения).

11.Диаграммы состояния сплавов. Правило отрезков.

Диаграмма состояния: показывает влияние хим. сост. и t на строение этих сплавов, кот. нах. в равновесном сост..

Допущения:

1) 2-х компонентные сплавы;

2) Оба комп. полностью растворимы друг в друге в жидком состоянии;

3) Строят экспериментально по кривым охлаждения.

Правило отрезков:Для определения состава твёрдой и жидкой фазы какой-то точки необходимо провести коноду. Для определения количественного состава фаз в сплаве нужно брать отрезки на коноде обратно расположению фаз на диаграмме. Весовое соотношение между фазами.

Химический состав сплава Х при t₁. Общее состояние сплава определяется точкой f. Правило отрезков позволяет определить относительное количество фаз:

1) L+B:

2) Химический состав фаз:

Относ. кол-во фаз опред. отнош. соотв. части гориз. отрезка, проведенного для заданной температуры t₁ – до пересечения с границами обл. к общей длине этого отрезка.

Химич. состав фаз при заданной темп. определяется проекцией точек пересечения горизонтального отрезка с заданными границами областей на ось химического состава.

1) Сплавы в отличие от чистых компонентов застывают в интервале темп., а не при пост.;

2) Исключение сплав с 13% сурьмы (структ. только из Sb+Pb);

Линия ликвидус- начало кристаллизации;

Линия солидус- конец кристаллизации;

3) Сплав с 13%- эвтектический состав;

4) Пр-с крист.: из жидк. на линии ликвидус выделяются зерна избыточного компонента (кот. больше чем в эвтектике);