Понятие о диаграмме состояния (ДС).

Диаграмма состояния – это графическое изображение изменения фазового состава сплава в зависимости от температуры и концентрации. Строят их для условий, близких к равновесным. Давление принимается постоянное: Р=1АТМ=0,1Мпа (СИ).

Диаграммы позволяют судить об устойчивых состояниях сплавов, т.е. при условии минимальной свободной энергии Z.

Однако чаще всего сплавы находятся в метастабильном состоянии, т.е. обладают ограниченной устойчивостью. Под влиянием внешних факторов они переходят в более устойчивые состояния, т.к. их свободная энергия больше минимальной.

Метастабильные состояния сообщают сплавам высокие механические свойства, обеспечивают оптимальный комплекс свойств. Чтобы установить природу метастабильных состояний и разработать режимы термической или какой-либо другой обработки, позволяющей получить эти неравновесные состояния, необходимо знание диаграмм фазового равновесия.

Если в системе 2 компонента, диаграмму состояния строят в 2-х измерениях (температура-концентрация). По оси ординат откладывают температуру, по оси абсцисс – концентрацию.

Общее содержание компонентов в сплаве равно 100% и любая точка на оси абсцисс соответствует определенному содержанию каждого компонента. В т. С 40% В и 60%А, в т. Д – 60%В и 40%А. По мере удаления от т. А увеличивается количество компонента В и в т. В его будет 100%. Таким образом, крайние точки соответствуют чистым компонентам, а между ними – двойным сплавам.

Для сплавов, состоящих из 3-х и более компонентов, строят пространственные диаграммы (например, для 3-х компонентной – 2 оси концентрационные и одна температурная).

Каждая точка на ДС показывает состояние сплава данной концентрации при данной температуре. Каждая вертикаль – изменение температуры определенного сплава. Вид ДС зависит от типа взаимодействияч компонентов (раствор, химические соединения и т.д.).

ДС строят на основе экспериментальных данных. Сначала на основе термического анализа получают кривые охлаждения и по остановкам и перегибам, вызванным тепловым эффектом превращений, определяют температуру превращения.