Диаграммы состояния и их значение при кристаллизации сплава в сварном соединении.

В промышленности чаще всего применяют не чистые металлы, а сплавы двух или нескольких элементов на основе какого-нибудь металла. Стали – это сплавы на основе железа, которые содержат углерод, марганец, кремний, никель, хром и другие элементы.

В ряде случаев составляющие сплава могут представлять между собой механические смеси, образовывать химические соединения. Важно, что каждая форма взаимодействия составляющих сплава по-своему влияет на свойства сплава и особенно его поведение при соединении сваркой, а после образования соединения – на механические свойства. Лучше всего свариваются материалы (элементы), дающие непрерывный ряд твердых растворов, хуже – дающие химические соединения и невзаимодействующие.

Диаграммы состояния представляют собой графическое изображение всех превращений, протекающих в сплавах в зависимости от температуры и концентрации компонентов.

Различают четыре главных типа диаграмм состояния двойных сплавов:

1)механическая смесь;

2)твердый раствор с неограниченной растворимостью компонентов друг в друге;

3)твердый раствор с ограниченной растворимостью компонентов и

4) химическое соединение.

Диаграммы состояния двойных сплавов строят в двух измерениях: по оси ординат откладывают температуру, а по оси абсцисс - концентрацию компонентов

Диаграмма состояния системы с неограниченным растворением компонентов в твердом состоянии (1 тип).

По этой диаграмме кристаллизуются сплавы, оба компонента которых неограниченно растворимы в жидком и твердом состояниях и не образуют химических соединений.

В отличие от чистых металлов, их сплавы кристаллизуются не при постоянной температуре, а в интервале температур и имеют разную температуру конца кристаллизации. Следовательно, состав фазы непрерывно изменяется. Верхняя кривая - линия ликвидус, а нижняя кривая - линия солидус.

Выше ликвидуса сплав находится в однофазном жидком состоянии, а ниже линии солидуса - в однофазном твердом состоянии в виде твердого a -раствора. Между линиями ликвидус и солидус сплав находится в двухфазном состоянии (жидкая фаза и кристаллы твердого a -раствора).

Рассмотрим процесс кристаллизации сплава состава А_о.