Правило отрезков
В процессе кристаллизации изменяются и концентрация
фаз (поэтому состав жидкости изменяется), и количество каждой фазы (при кристаллизации количество твердой фазы
увеличивается, а жидкой уменьшается). В любой точке диаграммы, когда в сплаве
одновременно существуют две фазы, можно определить количество обей фаз и их
концентрацию. Для этого служит так называемое правило рычага, или правило
отрезков,
В точке а,
показывающей состояние сплава К при температуре t1 , сплав состоит из кристаллов
В и жидкости. Выше точки l сплав находится в однофазном
состоянии, и концентрация компонентов в этой фазе (т. е. в жидкости)
определялась проекцией точки l. При охлаждении из сплава
выделяются кристаллы В и состав жидкости изменяется в сторону увеличения в
ней компонента Α.Π
температуре
t1концентрация компонента Вв жидкости определяет
проекцией точки b;это
максимальное количество компонента B, которое может содержать
жидкость при t1, По достижении эвтектической
температуры жидкость принимает эвтектическую концентрацию. Следовательно, при
охлаждении сплава К концентраци
жидкости меняется по кривой lС. Выделяющиеся кристаллы В имеют постоянный состав — это
чистый компонент В, концентрация которого лежит на вертикальной оси ВВ.
Первое положение правила отрезков формулируется следующим
образом.
Чтобы определить
концентрации компонентов в фазах, через данную точку, характеризующую состояние
сплава, проводят горизонтальную линию до пересечения с линиями, ограничивающими
данную область; проекции точек пересечения на ось концентраций показывают составы
фаз.
Следовательно, для сплава К при температуре t1 составы обеих фаз определятся
проекциями точек бис, так как эти
точки находятся на пересечении горизонтальной линии проходящей
через точку а, с линиями диаграммы.
Количество этих фаз также можно определить. Для определения
количества каждой фазы (второе положение правила отрезков) предположим, что
сплав К находится при температуре t1
Если точка а определяет состояние сплава, точка b— состав жидкой фазы, а точка с — состав твердой фазы, то
отрезок be - определяет все количество
сплава, отрезок ас —
количество жидкости и отрезок bа — количество кристаллов.
Второе положение правила отрезков формулируется так.
Для того чтобы
определить количественное соотношение фаз, через заданную точку проводят горизонтальную
линию. Отрезки этой линии между заданной точкой и точками, определяющими составы
фаз, обратно пропорциональны количествам этих
фаз.
Правило отрезков в двойных диаграммах состояния можно
применить только в двухфазных областях. В однофазной области имеется лишь одна
фаза; любая точка внутри области характеризует ее концентрацию.
Источники:
- Диаграммы состояния двойных и многокомпонентных систем на основе железа. Банных О. А., Будберг П.Б., Алисова С. П. и др. Металлургия, 1986 г.
- Двойные и многокомпонентные системы на основе меди. под ред. Шухардина С.В. Наука, 1979 г.
- Диаграммы состояния двойных металлических систем ред. Лякишева Н.П.Машиностроение, 1996-2000 г.