Рассмотрим диаграмму состояний алюминий-кремний. Эта система относится к простому эвтектическому типу с незначительной растворимостью компонентов друг в друге в твёрдом состоянии.

Диаграмма состояний Al-Si показана на рисунке 1.1. Максимальная растворимость Si в твёрдом Аl составляет ≈ 1,5 % при эвтектической температуре 577 °С. Растворимость Аl в Si носит ретроградный характер, максимальное её значение равно 0,016 при температуре 1190 °С. Эвтектическая точка расположена при содержании 12,2 % Si.



Рисунок 1.1 - Диаграмма состояний Al-Si

Температура плавления алюминия равна 660 ºС, кремния - 1414 °С. Точка А соответствует чистому алюминию, а точка С – чистому кремнию. Диаграмма состояний Al-Si относится к 1 группе диаграмм состояний, т.е., к тем, компоненты которых при затвердевании образуют только механические смеси.

Рассмотрим основные линии диаграммы состояний. Линия АВС - линия ликвидус. Выше этой линии любой сплав алюминия с кремнием находится в жидком состоянии. Линия DВЕ - линия солидус. Точка В показывает состав эвтектики. Сплавы, расположенные левее этой точки, называют доэвтектическими, правее её – заэвтектическими. В структуре первых, кроме эвтектики, всегда есть некоторое количество алюминия, а в заэвтектических, кроме эвтектики, – кремния.

Рассмотрим сплав с 50% Si. При охлаждении сплава из жидкого состояния ниже точки 1, лежащей на линии ликвидус, начинается кристаллизация с выделением кристаллов кремния, которая заканчивается при достижении температуры точки 2 на линии солидус. В двухфазной системе в интервале температур 1-2 и 2-3 число степеней свободы:

С_1-2 = 2–2+1=1.

На отрезке 1-2 скорость охлаждения снижается, поскольку затвердевание сплава сопровождается тепловым эффектом. Фазовые превращения выражаются уравнением (из жидкости выделяются кристаллы Al):

L → L+Si.

При достижении температуры эвтектического равновесия происходит реакция:

L + Si → Е(α+β) + Si.

Процесс кристаллизации при температуре 2 протекает при постоянной температуре, что выражено горизонтальной площадкой на кривой охлаждения:

---

С₂ = 2-3+1=0.

После окончания кристаллизации структура сплава состоит из эвтектики и кристаллов Si (рисунок 1.2).



Рисунок 1.2 – Микроструктура сплава при комнатной температуре

Определим для заданного сплава при температуре 800 ºС:

- количество фаз: 2 (Ж + Si);

- состав фаз: Ж – 43% Si;

- процентное и количественное соотношение фаз:







Согласно правилу Курнакова, данная диаграмма сплавов относится к диаграммам состояния 1 рода: основные свойства двухфазной структуры с эвтектикой изменяются пропорционально соотношению фаз сплава и численно составляют средние арифметические значения свойств обеих фаз (рисунок 1.3).



Рисунок 1.3 – Характер изменения свойств сплава

У таких сплавов затруднена обрабатываемость давлением, литейные свойства и обрабатываемость резанием являются повышенными.

---

Смотрите также файлы

• Отчет это методологический подход к изучению культуры, предполагающий, что культура.pdf

• Лекция. Высота 2 группа.pdf

• "Отечественная война 1812 в судьбе России".docx

• "Эпоха Ивана Грозного".docx

• Безопасность операционных систем и баз данных (обучение).pdf