Изотерма - ликвидус
Cтраница 4
В некоторых случаях резкая разница в составе жидкости и выпадающих из нее кристаллов приводит к невозможности длительного роста имеющихся кристаллов, и в результате по мере снижения температуры происходит непрерывное зарождение новых кристаллов. Таким образом, в затвердевающих отливках из подобных сплавов возникает четко выраженная, двухфазная твердо-жидкая область, заключенная между изотермами ликвидуса и солндуса. Из схемы следует, что протяженность в глубь отливки двухфазной части затвердевшей области ( ее ширина) прямо пропорциональна интервалу кристаллизации сплава. Однако это правило справедливо лишь в том случае, когда сравниваются близкие по составу сплавы в одной системе. [46]
Если диффузия примесей в жидкость недостаточно интенсивна, то перемещение плоской межфазной поверхности может прекратиться. Однако рри некоторых критических скоростях роста плоская межфазная поверхность делается неустойчивой и на ней появляется ряд выступов, образованных естественными гранями кристалла. Вершины их лежат на изотерме ликвидуса ( рис. 19.2, а), а основания на линии температуры наивысшего возможного переохлаждения. [47]
 |
Диаграмма состояния тройных сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в жидком и твердом состояниях ( а и кривая охлаждения сплава / ( б. [48] |
Горизонтальный разрез тройной диаграммы сплавов - твердых растворов показан на рис. 71, а. Плоскость А В С, параллельная плоскости концентрационного треугольника ABC пересекает поверхность ликвидус по кривой anb, а поверхность солидус по кривой cmd. Полученные кривые называют соответственно изотермами ликвидуса и солидуса, их проектируют на концентрационный треугольник ( линии а п Ь и c tn d) и около указывают соответствующие им температуры. [49]
Линия е е является линией пересечения двух поверхностей ликвидуса, а - и - твердого раствора. Для построения этих линий на разрезе следует воспользоваться диаграммой на рис. 108а, на котором поверхность ликвидуса вычерчена в виде проекций изотерм. От точки с на линии е1е изотермы ликвидуса в направлении разреза поднимаются вправо и влево. [50]
 |
Изотермическое сечение ] ниже точки А.| Изотермическое сечение ниже ] точки С плавления компонента С [. [51] |
При этой температуре твердые растворы аир становятся тождественными. Одну непрерывную линию s ks - L образуют также изотермы солидуса ос - и [ 3-твердых растворов. Исчезает излом в точке el на изотерме ликвидуса. Двухфазные области ж а и ж Р переходят в одну непрерывную область; трехфазная область исчезает. [52]
Термообработку образцов, вырезанных из монокристаллов 4 - 6, проводили в запаянной кварцевой ампуле при 1100 С в течение 15 мин с последующей закалкой при комнатной температуре. Количество мышьяка, добавляемого в ампулу, при термообработке определяли на основании известных изотерм ликвидуса при 900 и 1100 С, допуская поведение жидких растворов идеальным, с учетом уравнения Клапейрона-Менделеева. [53]
Разобранный выше метод описания фазовых равновесий может быть распространен на более сложные системы. Рассмотрим, например, систему FeO - Fe203 - Si02, являющуюся лишь частью более общей системы Fe-Si - О. Так, на рис. 46 дан обычный вид трехкомпонентной диаграммы состояния в форме проекции на концентрационное основание поверхности ликвидусов системы пограничных кривых и изотерм ликвидусов по Муану. [54]
 |
Условные изотермы со-лидуса в области первичной кристаллизации GaAs.| Зависимость коэффициента-распределения Те от его концентрации в кристалле GaAs. [55] |
Таким образом, состояние примеси теллура в монокристалле GaAs зависит от состава расплава, из которого получен монокристалл. Это, конечно, не означает, что примесь в расплаве ассоциирована в молекулы Ga2Te3 или GaTe и растворяется в кристалле GaAs в виде соединений. При температуре плавления GaAs все молекулы в расплаве, по-видимому, диссоциированы. Однако состав жидкой фазы определяет состав кристалла. Каждая точка на изотерме ликвидуса связана конодой с соответствующей фигуративной точкой на изотерме солидуса. Состав жидкой фазы выражается в концентрациях галлия, мышьяка и теллура. Состав кристалла также следует выразить через концентрации тех же компонентов, причем вдоль изотермы солидуса концентрации компонентов изменяются. Для арсенида галлия - соединения с жесткими тетраэд-рическими связями - это означает изменение концентрации теллура и концентрации точечных дефектов структуры в кристалле. [56]
Макроструктура отливки в общем случае состоит из тре. Поэтому они имеют возможность расти только до стыка друг с другом. После этого остается лишь одно свободное направление роста - в глубь отливки. В ходе конкурентного роста выживают лишь те кристаллы, у которых направление наибольшей скорости роста совпадает с нормалью к поверхности охлаждсмчч. Так образуется зона одинаково ориентированных вытянутых в одном направлении кристаллов, которые из-за их специфической формы называют столбчатыми. На определенной ступени развития гз-за сложных причин ( уменьшение интенсивности охлаждения, накопление примесей и др.) все столбчатые кристаллы почти одновременно прекращают расти, а далее идет зона крупных равноосных кристаллов, которые появляются, по-видимому, неодновременно, а последовательно по мере продвижения изотермы ликвидуса. Чем более послойный характер носит процесс затвердевания отливки из-за малого интервала кристаллизации сплава или увеличенной интенсивное. В случае объемного характера затвердевания отливки зоны столбчатых кристаллов не возникает вообще, так же как и поверхностная зона мелких равноосных кристаллов, и все сечение отливки занимают крупные равноосные кристаллы. В тонких сечениях отливки ( 5 мм и менее) при интенсивном охлаждении успевают сформироваться только мелкие равноосные кристаллы. [57]
 |
Сетка изотерм ликвидуса и солидуса тройных сплавов марганца, никеля. [58] |
Но пользоваться такой диаграммой неудобно. Удобнее использовать плоские ее сечения. Горизонтальные сечения плоскостями постоянной температуры называют изотермическими. Кристаллизация сплавов, соответствующих линии ab, начнется при температуре Т, для которой проведена изотермическая плоскость. По этой сетке легко определить температуру начала кристаллизации любого сплава. На рис. 42, а показана сетка изотерм ликвидуса сплавов марганца, никеля и меди, а на рис. 42, б - сетка изотерм солидуса. [59]
Но пользоваться такой диаграммой неудобно. Удобнее использовать плоские ее сечения. Горизонтальные сечения плоскостями постоянной температуры называют изотермическими. Кристаллизация сплавов, соответствующих линии ab, начнется при температуре Т, для которой проведена изотермическая плоскость. По этой сетке легко определить температуру начала кристаллизации любого сплава. На рис. 40, а показана сетка изотерм ликвидуса сплавов марганца, никеля и меди. [60]
Страницы: 1 2 3 4