Властивості сплавів, які тверднуть за діаграмою стану II типу (які утворюють тверді розчини), змінюються по кривій лінії. Це зумовлено тим, що внаслідок викривлення кристалічної решітки розчинника твердий розчин має більш високу міцність і твердість, ніж вихідні компоненти. Таким чином, тверді розчини мають підвищене значення твердості і границі міцності. При цьому високі показники міцності звичайно поєднуються з високою пластичністю. Тому сплави, які утворюють однорідні тверді розчини, звичайно легко обробляються тиском (прокатування, кування, штампування). У той самий час вони мають низькі ливарні властивості (схильні до утворення тріщин при кристалізації). Утворення твердих розчинів завжди призводить до збільшення електричного опору.
При утворенні твердих розчинів з обмеженою розчинністю (кристалізуються за діаграмою стану III типу, див. рис. 1.6) властивості однофазних твердих розчинів змінюються за кривою, а властивості суміші двох фаз — за прямою.
Ливарні властивості сплавів, які утворюють тверді розчини з обмеженою розчинністю, залежать від інтервалу температур кристалізації. Чим більший цей інтервал, тим менша текучість сплаву і тим більша його схильність до ліквації. Тому для одержання добрих ливарних властивостей концентрація компонентів сплавів повинна бути близькою до евтектичного складу.
Однофазні сплави твердих розчинів з обмеженою розчинністю мають високу пластичність і добре прокатуються, куються, пресуються. Проте при появі у структурі евтектики пластичність різко знижується.
Характерною особливістю властивостей сплавів, які кристалізуються за діаграмою сплаву IV типу, є велика твердість, підвищена крихкість, високий електричний опір, низька схильність до пластичної деформації. Властивості залежать від складу по прямій лінії (в ряді випадків по кривій). Дві прямі перетинаються у точці, яка відповідає чистій хімічні сполуці і називається сингулярною точкою. Концентрація, яка відповідає хімічній сполуці, має максимум або мінімум властивостей (наприклад, максимальну твердість і мінімальну пластичність).
Твердість багатьох хімічних сполук значно перевищує твердість більш твердого компонента. Наприклад, Sn і Mg, Cu і Sn утворюють дуже тверді хімічні сполуки Mg2Sn, Cu3Sn тощо. Особливо різко підвищується твердість при утворенні хімічних сполук деяких металів з металоїдами — С і N. Карбіди Сг, W, V, Ті та інших металів мають дуже високу твердість. Через це дані хімічні сполуки широко застосовуються для виготовлення різального інструменту.
ЛІТЕРАТУРА
1. Материаловедение: Учебник для вузов / Ю.Л. Солнцев, Е.И. Пряхин, Ф. Войткун - М.: МИСИС, 1999. - С. 128-170.
2. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений. — 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990. - C. 37-67.
3. Венецкий С.И. Рассказы о металлах. — 2-е изд., доп. — М.: Металлургия, 1975. — 240 с.
4. Волчок И.П. Сопротивление разрушению стали и чугуна. — М.: Металлургия, 1993. — 192 с.
5. Конструкционные материалы: Справочник. / Б.Н. Арзамасов, В.А. Прострем, И.А. Буше и др. / Под общ. ред. Б.Н. Арзамасова. — М.: Машиностроение, 1990. — 688 с.
6. Контроль качества термической обработки стальных полуфабрикатов и деталей: Справочник. / Под общ. ред. В.Д. Кальнера. — М.: Машиностроение, 1984. — 384 с.