Бинарные сплавы

Классификация сплавов

Сплавы классифицируются по следующим признакам:

1. Способ изготовления. Согласно данному признаку сплавы делятся на порошковые и литые.
2. Назначение. Согласно данному признаку сплавы делятся на инструментальные, специальные и конструкционные.
3. Способ получения изделия. Согласно данному признаку сплавы делятся на порошковые, литейные и деформируемые.
4. Характерные свойства. Согласно данному признаку сплавы делятся на коррозионностойкие, тугоплавкие, твердые, антифрикционные, легкоплавкие, жаропрочные, высокопрочные и другие.
5. Состав. Согласно данному признаку сплавы делятся на гетерогенные и гомогенные.
6. Характер основного металл. Согласно данному признаку сплавы делятся на черные, цветные и сплавы редких металлов.
7. Количество компонентов. Согласно данному признаку сплавы делятся на двойные, тройные и т. п.

Бинарные сплавы

В зависимости от характера взаимодействия составляющих различают разные типы бинарных сплавов. В металловедении, как правило используются сплавы, которые находятся в твердом состояния, поэтому бинарные сплавы, в зависимости от того, какие фазы образуются в данных системах делятся на две группы:

1. Твердые растворы на основе компонентов.
2. Промежуточные фазы.

Твердые растворы на основе компонентов могут быть граничными или непрерывными. К промежуточным фазам относятся фазы постоянного состава и фазы переменного состава. Такое разделение связано с вариантностью преобладающего фазового превращения, в котором принимают участие твердые растворы на основе компонентов. Деление двойных систем второй группы осуществляется с учетом протяженности области гомогенности промежуточной фазы на диаграмме состояния сплава, при заданной температуре.

Деление на фазы постоянного и переменного состава в существенной мере условно, потому что в природе не встречаются фазы постоянного состава, а только переменного состава. При этом области гомогенности некоторых фаз настолько узки, что ими можно пренебречь. При моновариантном равновесии в бинарных сплавах, а также в зависимости от кристаллической структуры фаз и агрегатного состояния различают следующие двухфазные равновесия:

1. Равновесие твердого и жидкого раствора на основе одной из составляющих.
2. Равновесие двух жидких фаз на основе одной или разных составляющих, которое наблюдается в случае ограниченной растворимости компонентов в расслоении - жидкое состояние. В металлических сплавах такое равновесие не встречается.
3. Равновесие двух твердых растворов на основе одного или разных элементов сплава, в данном случае у растворов разные кристаллические структуры и отличные химические составы.
4. Равновесие упорядоченного и неупорядоченного твердых растворов.
5. Равновесие двух твердых растворов на основе одного или разных компонентов - у растворов одинаковая кристаллическая структура, но отличный химический состав.

Нонвариантное равновесие может быть реализовано при постоянной температуре и при неизменности составов равновесных фаз. В бинарных металлических сплавах могут встречаться нонвариантные равновесия c участием одной или двух жидких фаз: монотектическое, эвтектическое, синтектическое, перитектическое. Монотектическое и синтектическое равновесия в бинарных металлических сплавах практически не встречаются. Для твердого состояния возможны следующие нонвариантные равновесия - монотектоидное, перитектоидное и эвтектоидное. Экспериментальное построение диаграммы состояния бинарного сплава возможно, так как любое фазовое превращение сопровождается изменением физико-механических свойств или тепловым эффектом. Процесс перехода сплава из жидкого состояния в твердое сопровождается существенным выделением теплоты, поэтому, измеряя температуру при охлаждении или нагреве в функции времени могут быть определены температуры, при которых осуществляются фазовые превращения. Чтобы зафиксировать превращение в твердом состоянии, которые сопровождаются незначительными тепловыми эффектами, как правило наблюдают за той физической величиной, которая существенно изменяется во время фазового превращения, например, магнитные и электрические свойства.