Диаграммы всемогущие и бессильные

До сих пор, рассматривая плавление или затвердевание двойных сплавов, мы молчаливо пред-, полагали, что и жидкий, и твердой сплавы состоят каждый из одной фазы. Это самый простой случай, но встречается он далеко не всегда, Обычно в твердом

Таблица 2

Примесь

Концентрация, IO

4 мае. "Ь

До зонной плавки

После зонной плавки

Медь

1,9

0,08

Мышьяк

0,15

0,001

Сурьма

1,2

0,002

Ураи

0,002

0,001

Железо

3

0,2

Галлий

0,3

0,05

Марганец

0,3

0.15

Скандий

0,4-0,5

0,2—0,4

Иттрий

0,02-0,04

0,001

Лютеций

0,002-0,004

0,0001

Гольмий

0,005-0,01

0,0001

Гадолиний

0,02-0,04

0,01

Тербий

0,003-0,006

0,001

Самарий

0,005-0,01

0,0001

Неодим

0,1-0,2

0,01

Празеодим

0,05-0,1

0,001

Церий

0,3-0,6

0,01

Лаитан

0,01

0,001

Никель

2,3

0,5

Кадмий

3,5

0,02-0,07

Циик

20

1

Кобальт

0,01

0,01

Натрий

1-2

0,2

Калий

0,05

0,01

Магний

3

0,1

Барий

6

0,03

Сера

15

1

Фосфор

3

0,04

Состоянии сплав становится «ареной» фазовых пре­вращений. Разные твердые фазы могут превращаться одна в другую, да и плавятся они все по-разному, Фазовая диаграмма тогда приобретает намного более запутанный вид.

Содержание примесей в алюминии высокой чистоты до и после зонной плавки

Вы можете открыть книгу на с. 216 и увидеть са­мую известную диаграмму, азбуку металловедения: диаграмму системы железо — углерод. Она далеко не из самых простых, и на ее тщательное построение затрачен поистине титанический труд многих исследо­вателей. Практическое значение имеет только «желез-

Иьш» угол, и поэтому она обычно обрывается на со­держании углерода в 25 ат. %. К сплавам этой си­стемы относятся стали и чугуны.

Непривычный к диаграммам глаз может поразить­ся причудливому переплетению линий, в котором лишь с трудом угадывается какая-то система. Мно­жество линий указывает на множество существующих в этой системе фаз и фазовых превращений. А это, в свою очередь, означает возможность вариации свойств сплавов в широких пределах.

Как же научиться распутывать «гордиев узел» линий диаграммы? Все, что говорилось о равновесии жидкой и твердой фаз, остается в силе для любых фазовых равновесий! Ведь нигде при рассмотрении мы не использовали каких-то особенных свойств жид­кого или твердого состояния. Поэтому также спра­ведливо правило фаз Гиббса. По тем же рецептам определяются состав и относительное количество фаз в двухфазных областях.

Роль фазовых диаграмм в физике металлов и ме­талловедении исключительно велика. Одни сравни­вают ее с ролью функциональной зависимости в математике, другие — с ролью карт в географии. По­следнее сравнение, очевидно, наиболее точное. Фазо­вые диаграммы действительно позволяют ориентиро­ваться в безбрежном океане сплавов. Но, с другой стороны, их возможности, как и географических карт, ограничены.

Прочитав на карте название «Бразилия», вы ни­чего не узнаете ни о природе, ни о населении этой страны. Она останется для вас не более чем симво­лом. Так же и диаграммы бесстрастно фиксируют об­ласти существования фаз, линии и точки фазовых превращений. Ответа на вопрос, что представляют со­бой те или иные фазы, диаграммы не дают,

ГЛАВА 3