Общие сведения о диаграмме состояния.

Железоуглеродистые сплавы – стали и чугуны – важнейшие металлические сплавы современной техники. Начало изучения железоуглеродистых сплавов с помощью созданной им диаграммой состояния положил великий русский металлург Д.К. Чернов, открывший в 1868 г. критические точки стали.

Диаграмма состояния представляет собой графическую зависимость между фазовым составом, температурой и концентрацией составляющих сплав компонентов. По ней можно судить о структуре медленно охлажденных сплавов, а также о возможности изменения их микроструктуры в результате термической обработки, определяющей эксплуатационные свойства сплавов. Диаграмма строится экспериментально по кривым охлаждения сплавов (Рис.6).

В отличие от чистых металлов сплавы кристаллизуются не при постоянной температуре, а в интервале температур. Поэтому на кривых охлаждения сплавов имеется две критические точки. В верхней критической точке, называемой точкойликвидус, начинается кристаллизация. В нижней критической точке, которая называется точкой солидус, кристаллизация завершается.

Рисунок 6. Кривые охлаждения сплавов: а – механической смеси, б – твердого раствора.

Диаграмму состояния строят в координатах температура – концентрация. Линии диаграммы разделяют области разных фазовых состояний. Для построения диаграммы используют большое количество кривых охлаждения для сплавов различных концентраций. Критические точки переносятся с кривых охлаждения на диаграмму и соединяются линией. В получившихся на диаграмме областях записывают фазы и их структурные составляющие. Линия диаграммы состояния, на которой при охлаждении начинается кристаллизация сплава, называется линией ликвидус, а линия, на которой кристаллизация завершается, - линией солидус.

На диаграмме состояния имеются участки (области), которые определяют только одну фазу, или две с разным составом, строением и свойствами.