Общие сведения. Классической прямой задачей физико-химического анализа является построение зависимостей состав – свойство

Классической прямой задачей физико-химического анализа является построение зависимостей состав – свойство, что в графической форме в общем виде выражается законами Н.С. Курнакова (рисунок 4.1). Характерные зависимости для литейных свойств сплавов эвтектического типа имеют вид кривых, приведенных на рисунках 4.2.

Рисунок 4.1. Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния (по Н.С. Курнакову)	Рисунок 4.2. Механические и литейные свойства спла-вов эвтектического типа

Приведенные зависимости изменения свойств сплавов от вида диаграмм состояния являются лишь приближенной схемой, но они достаточно информативны и широко применяются на исходных позициях разработки новых сплавов.

В теории синтеза сплавов, разработанной Б.Б. Гуляевым, решается обратная задача - прогнозирование свойств сплавов по имеющимся диаграммам состояния «основной металл - легирующий элемент», который обеспечивает достижение необходимого свойства. На рисунке 4.3 схематически показаны типы диаграмм состояния бинарных систем, использующиеся в теории синтеза сплавов для расчета критериев, с помощью которых можно прогнозировать механические и технологические свойства разрабатываемых материалов. Физический смысл каждого из них и оптимальные значения определены Б.Б. Гуляевым в публикациях [1, 2]. Решение этой задачи базируется на зависимости между безразмерными параметрами - критериями, определяемыми из диаграмм состояния, и предельными свойствами сплавов при критических (особых) концентрациях и температурах.

К критическим параметрам относятся следующие точки и линии диаграмм состояния:

- линия предельной растворимости;

- концентрация эвтектики, перитектики, монотектики;

- температура плавления основного металла;

- температура эвтектического, перитектического, монотектического превращений (нонвариантные горизонтали);

- глубина эвтектической горизонтали (разница температур плавления основного компонента и эвтектики);

- тип перитектического превращения - верхние (восходящие) и нижние (нисходящие) перитектики.

а) – диаграмма состояния эвтектического типа;

б) - диаграмма состояния перитектического типа (нисходящая);

в) - диаграмма состояния перитектического типа (восходящая);

Рисунок 4.3. Критические точки диаграмм состояния разного типа

Критические концентрации легирующих элементов (максимальная растворимость в жидком и твердом состоянии, концентрации эвтектик, перитектик и монотектик) определяют основные эксплуатационные – прочность, жаропрочность и технологические свойства – пластичность, склонность к порообразованию, теоретическую и практическую жидко-текучесть.

С учетом общего количества критических концентраций и температур предложено 7 критериев:

1) растворимости или упрочнения α = cd;

2) сочетания или теоретической жидкотекучести β = bd;

3) распределения или технологической пластичности ω = cd/bd;

4) термообработки γ = cf/hg;

5) температуры или жаропрочности τ = od/oa;

6) порообразования δ = ad/cd;

7) практической жидкотекучести λ = ad/bd.