Аннотация
Актуальность: многие тысячи дорогостоящих диаграмм состояния отражают специфику взаимодействия компонентов при разном их соотношении и температурах, но дают представление о не имеющей потребительской ценности так называемой металлографической структуре. (Наиболее известные справочники диаграмм состояния Хансена и Андерко, Эллиота, Шанка называются «Структуры двойных сплавов».) Между тем линии диаграммы состояния являются концентрационными зависимостями протяженности по температуре интервалов кристаллизации и перекристаллизации. Качественное изменение этих интервалов является фундаментальным признаком конгруэнтно и инконгруэнтно плавящихся фаз, соединений типа σ-фазы, которые интересны не своей структурой, а «особыми» полезными или вредными свойствами. Полагаем актуальным найти связь с диаграммами состояний аномалий свойств промышленных сплавов (сталь, силумин, дуралюмин). Цель работы: найти связь аномалий свойств двойных сплавов (сталь, дуралюмин, силумин) с диаграммой состояния – с качественными изменениями интервала кристаллизации. Качественное изменение протяженности по температуре интервала кристаллизации (КИΔLS, где L – ликвидус, S – солидус, ΔLS – разница между температурами L и S) по мере увеличения (уменьшения) содержания второго компонента имеет место в эвтектической точке, у концов эвтектической или перитектической горизонталей, у изгиба ликвидуса или солидуса, если отвечающие им солидус или ликвидус монотонны. Методы исследования: используются литературные (т.е. объективные) данные по взаимосвязи свойств двойных систем (Al-Si, Fe-C, Cu-Al) с существующими фазовыми диаграммами. Новизна: аномалии свойств силуминов, сталей и дуралюминов могут быть связаны с промежуточными фазами ~ Al11Si, Al98,5Si1,5, Al7Si, AlSi6, Fe24C, Fe42C, Al41Cu9, Al49Cu, Cu4Al и Cu7Al3, которые находятся вблизи качественных изменений интервалов затвердевания или превращения в твердом состоянии. Практическая значимость: признание этих фаз позволяет сделать диаграммы полезными для практики и разрешить коллизию, сформулированную А.А. Бочваром: «Однозначной зависимости между составом и свойствами, как оказалось, вообще не существует».
Ключевые слова
Ликвидус, солидус, эвтектика, перитектика, промежуточная фаза.
1. Бочвар А.А. О зависимости механических свойств сплавов от их состава и строения // Известия АН СССР ОТН. 1946. №5. С. 743–752.
2. Корнилов И.И. Физико-химические основы жаропрочности сплавов. М.: Изд-во АН СССР, 1961. 516 с.
3. Беляев Н.И., Гудцов Н.Т. Обзор теоретических исследований и практических работ по вопросу об определении предела упругости//Журнал Русского Металлургического Общества. 1914. Ч. 1. №3. С. 375–414.
4. Гудремон Э. Специальные стали. В 2 т. Т. 1. М.: Металлургиздат, 1959. 952 с.
5. Обергоффер П. Техническое железо. М.: Металлургиздат, 1940. 535 с.
6. Вол А.Е., Каган И.К. Строение и свойства двойных металлических систем. В 4 т. Т. 3. М.: Наука, 1976. 814 с.
7. Шанк Ф.А. Структуры двойных сплавов. М.: Металлургия, 1973. 760 с.
8. Курнаков Н.С. Избранные труды. В 3 т. Т. 2. М.: Изд-во АН СССР, 1961. 611 с.
9. Хансен М. Структуры бинарных сплавов. В 2 т. Т. 1. Л.; М.: Металлургиздат, 1941. 640 с.
10. Меськин В.С. Ферромагнитные сплавы и их свойства. Л.; М.: ОНТИ НКТП, 1937. 791 с.
11. Жидкая сталь / Баум Б.А., Хасин Г.А., Тягунов Г.В., Клименков Е.А, Базин Ю.А., Коваленко Л.В., Михайлов В.Б, Распопова Г.А. М.: Металлургия, 1984. 208 с.
12. Петров Д.А. Вопросы теории сплавов алюминия. М.: Металлургиздат, 1951. 256 с.
13. Бочвар А.А. Металловедение. М.: Металлургиздат, 1956. 495 с.
14. О некоторых особенностях структурно-чувствительных характеристик сплавов Al-Si / Крушенко Г.Г., Шпаков В.И., Никитин В.И., Торшилова С.И. // Известия АН СССР. Металлы. 1977. №4. С. 204–207.
15. Вол А.Е. Строение и свойства двойных металлических систем. В 4 т. Т. 1. М.: Физматгиз, 1959. 755 с.
16. Вертман А.А., Самарин А.М. Свойства расплавов железа. М.: Наука, 1969. 280 с.
17. Бочвар А.А., Новиков И.И. О твердо-жидком состоянии сплавов в период их кристаллизации // Известия АН СССР ОТН. 1952. №2. С. 217–224.
18. Мондольфо Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1979. 640 с.
19. Савицкий Е.М. Влияние температуры на механические свойства металлов и сплавов. М.: Изд-во АН СССР, 1957. 294 с.
20. Аносов В.Я., Погодин С.А. Основные начала физико-химического анализа. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1947. 876 с.
21. Еланский Г.Н. Строение и свойства металлических расплавов. М.: Металлургия, 1991. 160 с.
22. Мороз Л.С. Тонкая структура и прочность стали. М.: Металлургиздат, 1957. 159 с.
23. Структура и свойства сплавов железа с углеродом / Самарин А.М., Федотов С.Г., Федотов И.П., Синодова Е.П. // Металловедение: материалы симпозиума по металлургии и металловедению, посвященного 100-летию открытия Д.К. Черновым полиморфизма железа. М.: Наука, 1971. С. 231–235.
24. Салдау П.Я. Метод электропроводности при высоких температурах. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1952. 207 с.
25. Иванова В.С., Терентьев В.Ф. Физическая природа и закономерности разрушения // Металловедение: материалы симпозиума по металлургии и металловедению, посвященного 100-летию открытия Д.К. Черновым полиморфизма железа. М.: Наука, 1971. С. 231–235.
26. Арсентьев П.П., Коледов Л.А. Металлические расплавы и их свойства. М.: Металлургия, 1976. 376 с.
27. Захаров А.М. Диаграммы состояния двойных и тройных систем. М.: Металлургия, 1990. 240 с.
28. Лившиц Б.Г. Металлография. М.: Металлургия, 1990. 236 с.
29. Корнилов И.И. Состояние и перспективы исследования в области металлидов // Металловедение: материалы симпозиума по металлургии и металловедению, посвященного 100-летию открытия Д.К. Черновым полиморфизма железа. М.: Наука, 1971. С. 246−257.
30. Корольков А.М. Литейные свойства металлов и сплавов. М.: Наука, 1967. 195 с.