диаграмма состояния это:

диаграмма состояния
[phase equilibrium diagram] — геометрическое изображение фазовых равновесий при разных значениях термодинамических параметров: температуры, давления и концентраций компонентов в фазах. В случае систем, не содержащих газовую фазу, слабым влиянием давления на фазовые равновесия обычно пренебрегают, и диаграмму состояния строят в координатах «температура-химический состав». Диаграмму состояния металлических систем начали строить в конце XIX в. Экспериментальными методами, главным образом термическим, микроструктурным и рентгено-структурным анализами, построено около 2500 диаграмм состояния двухкомпонентных (двойных) систем и большое количество трехкомпонентных и более сложных многокомпонентных систем. Развиваются методы термодинамического расчета диаграмм состояния многокомпонентных систем, позволяющие резко уменьшить трудоемкость их построения. Диаграмму состояния двойных металлических систем строят при атмосферном давлении в координатах «температура — состав сплава».

Двухкомпонентная диаграмма состояния
Рис. 1. Двухкомпонентная диаграмма состояния с неограниченной взаимной растворимостью компонентов в жидком и твердом состояниях
По оси составов на отрезке АВ откладывают (в процентах) концентрацию одного из компонентов. Концентрированные точки Линии Ае и Be являются ликвидусами соотвенно α- и β-фазы, а линии Аa и Вb — соотвенно их солидусам. Точка е, называемая эвтектической и принадлежащая обеим указанным линиям, изображает состав жидкого раствора, насыщенного одновременнно по отношению к α-фазе (состава точки a) и к β-фазе (состава точки b). Из жидкого раствора состава точки е кристаллизуется эвтектика: смесь фаз αa и βb(Же→αa + βb). Сплавы, состав которых находится левее е, называют доэвтектическими, а правее е — заэвтектическим Перитектическое равновесие Жp + αa + βb показано на рис. 3.

Двухкомпонентная диаграмма состояния перитектического типа
Рис. 3. Двухкомпонентная диаграмма состояния перитектического типа
В любом сплаве, состав которого находится между точками а и р, к концу первичной кристаллизации α-фазы жидкий раствор приобретает состав точки β, а α-фаза — состав точки а. Взаимодействие этих фаз приводит к образованию новой фазы β состава точки b. На диаграммах состояния монотектического типа (рис. 4)

диаграмма состояния
Рис. 4. Двухкомпонентная диаграмма состояния монотектического типа
куполообразная кривая mkn характеризует ограниченную растворимость компонентов в жидком состоянии ниже T. Во многих системах существуют промежуточные фазы (рис. 5).

диаграмма состояния
Рис.5. Двухкомпонентная диаграмма состояния с промежуточными фазами
Промежуточная фаза β образуется непосредственно из расплава, а промежуточная фаза γ-при перитектической кристаллизации (Жp + βb→γc). Область существования промежуточной фазы может быть столь узкая, что на диаграмме состояния эту фазу изображают в виде вертикали. На диаграммах состояния реальных систем можно встретить сочетания рассмотренных и других фазовых равновесий. Полиморфизм дополнительно усложняет вид диаграммы состояния (Смотри Диаграмма состояния Fe — C).
При построении диаграмм состояния трехкомпонентных систем прибегают к пространственному изображению линий и поверхностей равновесия. Состав отражается на плоскости в пределах равностороннего треугольника, а температуpa выносится в пространство по вертикалям, перпендикулярным к плоскости концентрационного треугольника. В целом тройная диаграмма состояния представляет трехгранную призму с основанием в форме равностороннего треугольника. Простейший тип ее с наличием тройной эвтектики представлен на рис. 6.

диаграмма состояния
Рис. 6. Пространственное изображение тройной системы
На каждой из граней строят двойные системы А — В, В — С и А — С. Для перехода к тройной системе необходимо построение поверхностей, разделяющих фазовые области. В случае тройной эвтектической системы — поверхностей ликвидус. Через линии ликвидус t1E1'' и t1E'3 пройдет поверхность насыщения тройного жидкого раствора компонентом А (начальное выделение компонента А). Поверхность ликвидус, проходящая через линии t2E1'' и t2E2' соответствует насыщению жидкого раствора компонентом В, а через линии t3E2' и t3E3'' — компонентом С. Смежные поверхности насыщенного жидкого раствора пересекаются, образуя линии двойных эвтектик в тройной системе. Все три поверхности насыщения пересекаются в общей точке E' (точка тройной эвтектики). Детальное изучение тройной диаграмма состояния возможно только с помощью изотермических и политермических разрезов. Горизонтальные изотермические разрезы необходимы для определения равновесных при данной температуpе фаз.

Изотермический разрез диаграммы состояния
Рис. 7. Изотермический разрез диаграммы состояния тройной системы, соответствующей трехфазному равновесию А + B + α
На рис. 7 изображен в качестве примера изотермический разрез системы в точке U2 (Смотри рис. 7), и на рис. 8 вертикальный разрез по линии Ab.

Разрез диаграммы состояния
Рис.8. Разрез диаграммы состояния тройной системы по линии Ab
Для изображения сплава состава четверной системы прибегают к пространственному методу, предложенному Е. С. Федоровым. Состав сплава изображается с помощью правильного тетраэдра (рис. 9)

Тетраэдр концентраций четверных сплавов
Рис. 9. Тетраэдр концентраций четверных сплавов
. Вершины углов соответствуют чистым компонентам. Ребра тетраэдра представляют концентрационные оси двойных систем, а грани-концентрационные треугольники тройных систем. Точка внутри тетраэдра определяет химический состав четверного сплава. Для изучения превращений в четверных системах также используют метод сечений. Каждый тетраэдр соответствует определенной температуpе. Диаграммы состояния строятся с помощью диаграмм «состав — свойство». Чем больше изучено зависимостей свойств от химического и фазового составов системы, тем точнее информация о диаграмме состояния. Диаграммы состояния и диаграммы «состав — свойство» являются основой физико-химического анализа, принципы которого следующие: каждому химическому индивиду соответствует геометрический образ на диаграмме (принцип соответствия); свойства системы в целом изменяются непрерывно до тех пор, пока не появляются новые и не исчезают старые фазы (принцип непрерывности). Физико-химический анализ является научной методологией с помощью которой можно разрабатывать материалы с заданными свойствами, а также режимы их синтеза и обработки. Он в равной степени применим как к органическим, так и неорганическим системам;

Смотри также:
Диаграмма
диаграмма Шеффлера
диаграмма усталости
диаграмма термокинетическая
диаграмма рекристаллизации
диаграмма растворимости
диаграмма пластичности
диаграмма плавкости шлаков
кинетическая диаграмма усталости
диаграмма деформации
диаграмма изотермического превращения (С-диаграмма)
диаграмма циклического деформирования
диаграмма состояния железо — углерод
диаграмма прессования
диаграмма предельных амплитуд
диаграмма предельной пластичности Келлера — Гудвина
диаграмма пластичности Колмогорова — Богатова


Энциклопедический словарь по металлургии. — М.: Интермет Инжиниринг. . 2000.

Смотреть что такое "диаграмма состояния" в других словарях:

  • ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ — [phase equilibrium diagram) графическое изображение фазовых равновесий при разных значениях термодинамических параметров: температуры, давления и концентраций компонентов в фазах. В случае систем, не содержащих газовую фазу, слабым влиянием… …   Металлургический словарь

  • ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ — диаграмма равновесия, фазовая диаграмма, графич. изображение равновесных состояний (см. Равновесие термодинамическое) в ва в виде точек в n мерном пространстве, по осям координат к рого отложены п независимых параметров состояния рассматриваемой… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ — (фазовая Диаграмма) графическое изображение соотношения между параметрами состояния термодинамически равновесной системы (температурой, давлением, составом и др.). Диаграмма состояния позволяет определить, сколько и каких конкретно фаз образуют… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ — (диаграмма равновесия, фазовая диаграмма), геом. изображение равновесных состояний термодинамич. системы при разных значениях параметров, определяющих эти состояния: темп ры Т, давления р, состава системы (концентраций компонентов xi), мольного… …   Физическая энциклопедия

  • Диаграмма состояния —         диаграмма равновесия, фазовая диаграмма, графическое изображение соотношений между параметрами состояния физико химической системы (температурой, давлением и др.) и её составом. В простейшем случае, когда система состоит только из одного… …   Большая советская энциклопедия

  • ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ — (фазовая диаграмма) графическое изображение равновесных состояний вещества в виде точек в n мерном пространстве, по осям координат которого отложены n независимых параметров состояния (объём, давление, температура, (см.), концентрации веществ и… …   Большая политехническая энциклопедия

  • Диаграмма состояния — (фазовая) – графическое изображение всех возможных фазовых состояний термодинамической системы в пространстве основных параметров состояния – температуры, давления, объема или состава для многокомпонентных систем. [Ушеров Маршак А. В …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • диаграмма состояния — Геометрическое изображение фазовых равновесий при разных значениях термодинамич. параметров: темп ры, давления и концентраций компонентов в фазах. В случае систем, не содержащих газ. фазу, слабым влиянием давления на фазовые равновесия обычно… …   Справочник технического переводчика

  • ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ — (фазовая диаграмма), графич. изображение всех возможных состояний термодинамич. системы в пространстве осн. параметров состояния т ры Т, давления ри состава х(обычно выражаемого молярными или массовыми долями компонентов). Для сложных систем,… …   Химическая энциклопедия

  • диаграмма состояния — (фазовая диаграмма), графическое изображение соотношения между параметрами состояния термодинамически равновесной системы (температурой, давлением, составом и др.). Диаграмма состояния позволяет определить, сколько фаз и какие конкретно фазы… …   Энциклопедический словарь

Книги

Другие книги по запросу «диаграмма состояния» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»