Равновесии находится

1 При наличии одновременно трех фаз в двойной системе количество их нельзя определить, так как в процессе кристаллизации количество их непрерывно меняется. Так, в диаграмме, I рода три фазы могут сосуществовать при температуре кристаллизации эвтектики, когда в равновесии находятся три фазы, концентрационные точки которых расположены на одной горизонтали, т. е. жидкость концентрации С, кристаллы А концентрации D и кристаллы В концентрации Е (см. рис. 93). В процессе кристаллизации количество жидкой фазы С уменьшается, а количества твердых фаз увеличиваются, концентрация же фаз не меняется.

Между линиями ликвидус и еолпдус в равновесии находятся жидкая фаза и а-твердый раствор. При температуре /., (рис. 55, «)

Между линиями ликвидус и солидус в равновесии находятся две фазы: твердые растворы а или 3 и жидкая фаза Ж (рис. 59, а).

В этом случае все сплавы после затвердевания состоят из однородного р-раствора, который является твердым раствором компонентов А (в состоянии, когда он имеет Лр-модификацию) и В. При понижении температуры Лр-модификация превращается в Ла-моди-фикацию. Поэтому в области, ограниченной линиями ас и ab, в равновесии находятся две фазы а + Р, где а-фаза является твердым раствором компонента В в «-модификации компонента Л, а р-фаза твердым раствором В в р-модификации компонента Л. Ниже линии ab

Рассмотрим процесс полиморфного превращения сплава У. При температуре /3 (точка т^ р-твердый раствор в условиях равновесия становится неустойчивым, и в его кристаллах возникают зародыши а-твердого раствора 1, состав которого соответствует точке пг. Развитие превращения р -»- а возможно только при дальнейшем охлаждении сплава. Образующиеся кристаллы а-твердого раствора при понижении температуры изменяют свой состав по линии ab, а кристаллы р-твердого раствора — по линии ас. Так, при температуре /4 в равновесии находятся а-твердый раствор состава точки п2 и кристаллы р состава та.

С понижением температуры р-твердый раствор распадается вследствие ограниченной растворимости компонентов в «-модификации. Линии ас и be соответствуют температурам начала распада р-твер-дого раствора. При температурах ниже линии ас в равновесии находятся кристаллы твердых растворов РИМ, состав которых определяется линиями ас (р-фаза) и ad (а-фаза).

При температурах ниже линии be в равновесии находятся а'- и р-фазы. Состав р-твердого раствора при понижении температуры изменяется по линии be, а а' по линии be. По достижении изотермы dee Р-твердый раствор, состав которого отвечает точке с (рс), при постоянной температуре распадается (с = 0):

(см. рис. 75). В сплавах, содержащих 0,1—0,16 % С, по достижении температур, отвечающих линии АВ, из жидкой фазы начинают выделяться кристаллы б-феррита, и сплав становится двухфазным (жидкий сплав и кристаллы б-феррита). Состав б-феррита при понижении температуры меняется по линии солидус, а состав жидкого сплава — по линии ликвидус. При температуре 1490 "С в равновесии находятся б-феррит состава точки Н (0,1 % С) и жидкая фаза состава точки В (0,51 % С).

(с=0). В равновесии находятся три фазы: жидкость L в точке ?(L?); а-кристаллы состава точки D(a0) и fl-кристаллы состава точки С((3с )• При температуре, соответствующей линии DEC, возникает эвтектическая реакция

прямой DCE. Это подтверждается и расчетом. Например, при температуре DCE в равновесии находятся три фазы: ЖИДКИЙ сплав исходного состава (С0) и два твердых рас-твора: а состава D и (J состава Е, т. е. Ж —»«0 + Ря. Смесь двух фаз (или более), одновременно или попеременно кристаллизующихся из жидкой фазы при постоянной температуре, называется эвтектикой. Число степеней свободы при кристаллизации эвтектики равно нулю (с = 2 — 3 + 1 =0). Это свидетельствует о том, что ни один из факторов равновесия (температура, концентрация) не может быть изменен без нарушения числа фаз системы. Поэтому на кривой охлаждения наблюдается горизонтальный участок (1—/'). Температура, при которой возникает эвтектика, называется эвтектической, а состав сплава, соответствующий точке С — эвтектическим. Изотермический процесс кристаллизации эвтектики свидетельствует о выделении теплоты кристаллизации. Таким образом, эвтектическая структура в рассматриваемой

составляет 39%. При содержании цинка более 39% в равновесии находятся (разы аир'; р"-фаза, имеющая состав CuZn, является электронным соединением (отношение числа валентных электронов к числу атомов равно 3/2) с упорядоченным расположением атомов в решетке. При увеличении содержания цинка в сплавах Си—Zn их прочность и пластичность (рис. 174) возрастают. Максимальная прочность латуни наблюдается при 30% Zn. При переходе в двухфазную область (а + р") пластичность латуни резко уменьшается. Латуни маркируют буквой Л, рядом с которой указывается содержание меди и других легирующих элементов, например Л96 (томпак) с 96% Си, Л80 (полутомпак) с 80% Си, Л62 (62% Си), ЛМц 58-2 (58% Си, 2% Мл).

Р-твердого раствора. По достижении температуры <п в равновесии находится жидкая фаза состава точки с (Жс) и кристаллы р-твердого раствора состава е ($е). Кристаллы «-твердого раствора образуются в результате перитектической реакции, которая сводится к взаимодействию ранее выделившихся кристаллов р-твер-дого раствора (Ре) и жидкой фазы (Жс) '• Жс -{- fie ~>" ad -f- Ре-

дится в равновесии, то в равновесии находится и повернутый на

Одной из основных задач расчетов на прочность является выяснение характера и величины внутренних сил упругости, действующих в нагруженной детали. Для этого используется метод сечений, заключающийся в следующем. Мысленно проведем сечение тела, на которое действуют силы Plt Р2, Р3 и т. д. (рис. 2.1, а), плоскостью АВ. Поскольку тело под действием указанных сил находится в равновесии, то в равновесии находится и любая его часть, расположенная по одну сторону от сечения. Отбросим мысленно правую часть и рассмотрим условия равновесия оставшейся левой части. Для того, чтобы оставшаяся часть находилась в равновесии, на поверхности сечения должны действовать силы, эквивалентные действию правой части на левую. Такими силами являются внутренние силы упругости, распределенные по сечению ab. Следовательно, с помощью метода сечений внутренние силы упругости переводятся в разряд внешних сил и для их отыскания оказывается возможным применить соответствующие теоремы статики.

Принцип возможных перемещений можно сформулировать и иначе, поменяв местами исходное условие и следствие: если сумма работ всех внешних и всех внутренних сил системы на всяком бесконечно малом возможном перемещении равна нулю, то система находится в состоянии равновесия. При этом, разумеется, в равновесии находится как вся система в целом, так и любая ее часть,

По достижении температуры tn в равновесии находится жидкая фаза состава, характеризуемого точкой с, и ^-кристаллы состава точки е.

В тройной системе в равновесии находится не больше четырех фаз. Следовательно, при составе сплава, точно соответствующем эвтектической точке, в равновесии с жидкостью находятся три твердые фазы. Эти тройные эвтектики при подходящем реактиве для травления могут быть обнаружены микро-бкопическим методом по существованию в твердом сплаве трех различных фаз. Кроме чисто тройных эвтектик, сплавы трех-«омпонентных систем могут иметь бинарные эвтектики. В этих случаях составы жидкой фазы лежат на эвтектической кривой, представляющей пересечение двух поверхностей ликвидус.

Учтя это обстоятельство, рассмотрим ситуацию математически. Предположим, что в системе из /(компонентов в равновесии находится Ф фаз. Запишем условие равновесия для каждого компонента:

В тройной системе в равновесии находится не больше четырех фаз. Следовательно, при составе сплава, точно соответствующем эвтектической точке, в равновесии с жидкостью находятся три твердые фазы. Эти тройные эвтектики при подходящем реактиве для травления могут быть обнаружены микро-бкопическим методом по существованию в твердом сплаве трех различных фаз. Кроме чисто тройных эвтектик, сплавы трех-«омпонентных систем могут иметь бинарные эвтектики. В этих случаях составы жидкой фазы лежат на эвтектической кривой, представляющей пересечение двух поверхностей ликвидус.

Когда в равновесии находится максимальное количество фаз, С = 0 и система называется безвариантной.

В сплавах II и III при температуре точек 2 в равновесии находится жидкая фаза состава точки С и твердая фаза состава точки D для сплава II и точки Е для сплава III. При температуре точки 2 из оставшейся жидкости состава точки С одновременно выделяются зерна а-твердо-го раствора (точка D) и (3-твердого раствора (точка Е), образуя эвтектику (а + Р). Структура сплавов, лежащих левее точки С, состоит из а-кристаллов, эвтектики (а + (3) и кристаллов р,„ а структура сплавов правее точки С — из р-кристаллов и эвтектики (а + Р). Фазовые состояния сплавов и их структуры в различных областях диаграммы указаны на рис. 1.10, а.

Данный участок диаграммы представлен на рис. 2.3, а, а кривые охлаждения сплавов I и II — на рис. 2.3, 6. Сплав I выше точки:/, находится в жидком состоянии. В точке 7, из жидкости начинают выделяться кристаллы аустенита. Чтобы убедиться в этом, проведем горизонтальную линию через точку а, лежащую ниже точки 7„ до пересечения с линиями АЕ и АС' и обозначим соответственно точки а' и а2. В точке а в равновесии находится жидкая фаза (горизонтальная линия пересекается с линией АС' в точке и2) и кристаллы аустенита (с линией АЕ в точке а').