* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

901 МЕТАЛЛОГРАФИЯ 902 вания. Главнейший из них термический. Изменение свойств металлов и и х сплавов з а в и с и т от и з м е н е н и я к р и с т а л л о г р а ф и ч е с к и х форм или, к а к в ы р а ж а ю т с я в физич. х и м и и , от изменения состояния материи. Н а п р . ж е ­ л е з о п р и V д о 768° н а х о д и т с я в о д н о й к р и ­ с т а л л и ч е с к о й форме ( а ) , в и н т е р в а л е 768— 906° в д р у г о й форме (Д), в и н т е р в а л е 906— 1 4 0 1 ° — в форме у, в ы ш е 1 401° д о f V , . — в форме д; а - ж е л е з о п р и т я г и в а е т с я м а г н и т о м , а /S-железо т е р я е т Магнитные с в о й с т в а , у - ж е л е з о способно п о г л о щ а т ь у г л е р о д , т . е . н а ­ углероживается. Другой металл, олово, при о б ы ч н о й f в я з о к и имеет у д . Вес 7,23; п р и t° н и ж е 20° (особенно б ы с т р о п р и —20°) п е р е ­ ходит в другую кристаллич. форму . х р у п к у ю , о б л а д а ю щ у ю у д . весом 5,7 («чума» о л о в а ) . Наблюдения показывают, что в с я к и й пере­ ход материи из одного состояния в другое сопровождается выделением иди поглоще­ н и е м н е к о т о р о г о к о л и ч е с т в а т е п л а , т . е. п р и Н а г р е в е м е т а л л а t° е г о б у д е т п л а в н о п о в ы ­ ш а т ь с я д о н е к - р о й точ¬ к и а, н а з ы в а е м о й к р и / т и ч е с к о й ( с м . ф и г . 1); ** а/ т о г д а t° м е т а л л а оста¬ новится н а одной и той / же точке, хотя приток / тепла будет непреры/ вен; в эти моменты при~ ~ текающее тепло будет Фиг. д. р а с х о д о в а т ь с я н а «пе­ рестройку» формы к р и ­ сталла; после перекристаллизации повыше­ ние пойдет опять п л а в н о . Н а примере железа или олова было пока­ з а н о , ч т о у о д н о г о и т о г о ж е м е т а л л а м . б. несколько переходов из одного к р и с т а л л и ч . состояния в другое и наконец может иметь место и з м е н е н и е а г р е г а т н о г о с о с т о я н и я , н а ­ пример переход из твердого в ж и д к о е , затем в г а з о о б р а з н о е с о с т о я н и е . М. и з у ч а е т г л а в н . обр. переходы из жидкого состояния в твер­ дое и превращения в твердом состоянии. П е ­ реход из жидкого в твердое состояние в а ж е н 12 3 4 5 6 Ф и г . 2. д л я технологич. процесса л и т ь я , так к а к час­ то первоначальная кристаллическая струк­ т у р а о п р е д е л я е т все к а ч е с т в а и з д е л и я (см.& Макроструктура). Н е менее в а ж н ы п р е в р а ­ щ е н и я и в твердом состоянии, к а к это вид­ н о и з в ы ш е п р и в е д е н н ы х п р и м е р о в . Эти п р о ­ цессы и м е ю т м е с т о п р и т е х н о л о г и ч . п р о ц е с ­ сах ковки и термич. обработки. Чистые ме­ таллы& обладают невысокими механич. к а ­ чествами, и потому для-повышения этих к а ­ честв п р и м е н я ю т с я с п л а в ы д в у х , т р е х и б о л ь ­ ше металлов. Д л я и з у ч е н и я свойств с п л а ­ вов термич. а н а л и з п о л у ч и л очень большое з н а ч е н и е . Обычно о п р е д е л я ю т к р и т и ч . т о ч к и перехода и з жидкого состояния в твердое и п р е в р а щ е н и й в т в е р д о м с о с т о я н и и . Мето­ дика изучения заключается в наблюдении н а д с п л а в а м и и з % м е т а л л о в , з а т е м и з 3. С и с ­ т е м а т и ч е с к о е изучение, с п л а в о в и з б о л ь ш е г о (чем 2) ч и с л а м е т а л л о в о ч е н ь з а т р у д н и т е л ь ­ н о и о б ы ч н о п р о и з в о д и т с я от с л у ч а я к с л у ­ чаю. Н а основании критич. точек, получен­ ных д л я сплавов разного состава данных 2 металлов, составляется диаграмма плавко­ сти. Н а фиг. 2 произведено построение т а ­ кой диаграммы, где по оси абсцисс отло­ жено %-ное содержание каждого металла в с п л а в е , а п о о с и о р д и н а т t°; т . о . п о л у ч е н а н а п р и м е р д и а г р а м м а с п л а в а н е к - р ы х 2 ме­ т а л л о в А и В ( с м . Спр. ТЭ, т . I I , с т р . 173, д и а ­ грамма Pb-Ag). Совокупность всех металлов, входящих в сплав в различных комбинациях, составляет с и с т е м у . Составляющие ме­ т а л л ы системы называются компонен­ т а м и , а однородная часть в системе—фа­ з о й . М о ж н о г о в о р и т ь об о д н о й ж и д к о й ф а ­ з е с и с т е м ы P b - A g , н а п р . п р и 1 000°, т . к . п р и э т о й t° р а с п л а в л е н н ы е Р Ь и A g с м е ш и в а ю т с я вполне м е ж д у собой и образуют одну одно­ родную м а с с у — ж и д к у ю ф а з у . Количе­ ственное соотношение фаз и компонентов в д а н н о й системе п р и с о с т о я н и и р а в н о в е с и я о п р е д е л я е т с я т . н . п р а в и л о м Г и б б с а (Gibbs), имеющим такое математическое выражение: ч + ф = к + 2, г д е ч—число возможностей (свобод) и з м е н я т ь ф и з и ч . у с л о в и я системы б е з т о г о , чтобы, в системе п р о и с х о д и л и и з ­ м е н е н и я ( н а п р . и з м е н е н и е t°, к о н ц е н т р а ц и и , ч и с л а к о м п о н е н т о в и т . п . ) , к—число компо­ н е н т о в с и с т е м ы , ф—фаз с и с т е м ы . Ц и ф р а 2 обозначает две физич. независимых перемен­ н ы х : t° и д а в л е н и е . Т . к . д л я с п л а в о в д а в ­ ление м о ж н о п р и н я т ь постоянным (объемы жидкостей и твердых тел изменяются очень м а л о от и з м е н е н и я д а в л е н и я ) , т о д л я с п л а в о в правило Гиббса примет такой вид: ч + ф = = « + i . П о л ь з у я с ь этим правилом, можно за­ ранее предвидеть, сколько фаз можно иметь при тех или иных физич. условиях. Н а п р . пусть д л я системы Pb-Ag имеется наличие 1 фазы—жидкость, тогда имеем ч + 1 = 2 + 1 ; ч = 2 , т . е. и м е ю т с я д в е в о з м о ж н о с т и о д н о ­ в р е м е н н о и з м е н я т ь ф и з и ч . у с л о в и я системы: 1) f и 2) к о н ц е н т р а ц и ю с п л а в а , и все ж е сплав остается в ж и д к о м состоянии. Н а п р . п р и 1 000° с п л а в 5 0 % Р Ь и 5 0 % A g н а х о д и т ­ с я в жидком состоянии; 20% Р Ь и 80% A g — т о ж е ж и д к о с т ь п р и э т о й ж е t° и т . д . ( и з м е ­ н е н и е к о н ц е н т р а ц и и — 1-я в о з м о ж н о с т ь и л и с в о б о д а ) ; п р и 900° ( и з м е н е н и е t°—2-я в о з ­ можность и л и свобода) эти концентрации с 50% Р Ь или с 80% Р Ь тоже жидкие. Если будет необходимо иметь в этом сплаве 3 фа­ з ы , т о ч + 3 = 2 + 1 ; ч=0, т . е. д л я т а к о г о с о ­ с т о я н и я невозможно ничего и з м е н я т ь , и н а диаграмме будет только одна точка: опреде­ л е н н а я темп-pa и к о н ц е н т р а ц и я . Это т а к наз. э в т е к т и ч е с к а я точка, когда для р а с п л а в л и в а е м о г о с п л а в а 1-я ф а з а — к р и с ­ таллы серебра, 2-я фаза—кристаллы свинца и 3-я ф а з а — и х ж и д к и й с п л а в . Т а к о е с о ­ с т о я н и е с о о т в е т с т в у е т к о н ц е н т р а ц и и 2,5% A g и 97,5% Р Ь п р и < = 3 0 4 ° . П р и в с я к о й и н о й к о н ц е н т р а ц и и и л и п р и и н о й t° б у д е т н а л и ч и е не трех, а меньшего числа фаз. И з приведен­ ного примера ясно выступает закономер­ ность соотношений числа с т р у к т у р н ы х со­ ставляющих в сплавах. Выше в определении в *29