Физические и механические свойства сплавов в равновесном состоянии.
Свойства сплава в значительной степени определяются фазовым составом, о котором можно судить по диаграмме состояния. Впервые на связь между видом диаграммы и свойствами указал Н. С. Курнаков.
Для систем, образующих непрерывные твердые растворы, зависимость свойств от состава фаз изображается кривыми линиями, а для двухфазных смесей - прямыми линиями (рис. 3.11). Эти закономерности указывают на то, что у твердых растворов такие свойства, как твердость удельное электрическое сопротивление коэрцитивная сила и другие, всегда превосходят аналогичные свойства исходных компонентов.
Упрочнение при сохранении пластичности твердых растворов используют на практике. Так, при растворении в железе кремния или марганца (в количестве 2%) прочность увеличивается в 2 раза, а пластичность снижается всего на 10%. Растворение алюминия (в количестве 5%) в меди повышает прочность сплава в 2 раза, а пластичность остается на уровне пластичности меди. Твердые растворы обладают и другими уникальными физическими и химическими свойствами. При растворении (в количестве 30%) в железе теряются ферромагнитные свойства при температурах 20-25 °С; раствор, содержащий более делает железо коррозионно-стойким. В связи с этим твердые растворы получили широкое применение не только как конструкционные материалы, но и как материалы с особыми физическими свойствами.
Большой практический интерес представляют технологические свойства твердых растворов.
Сплавы в состоянии твердых растворов хорошо обрабатываются давлением и трудно - резанием. Литейные свойства твердых растворов, как правило, неудовлетворительные. Наилучшей жидкотекучестью обладают эвтектические сплавы (см. рис. 3.11).
Промежуточные фазы в большинстве случаев обладают высокими твердостью, температурой плавления и хрупкостью (карбиды, нитриды, бориды, оксиды и др.).
Закономерности, отмеченные Н. С. Курнаковым, являются основой при разработке составов сплавов с заданными свойствами. Однако эти закономерности относятся к сплавам в равновесном состоянии, поэтому применение их ограничено.
Рис. 3.11. Закономерности Н. С. Курнакова