» » Однокомпонентные системы равновесия
23.01.2015

В соответствии с правилом фаз Гиббса, насколько оно действительно в металловедении, однокомпонентные системы изображаются лишь по одной оси — по оси температуры. В пределах сферы существования фазы существует тогда лишь одна степень свободы. Точки превращения имеют степень свободы 0 (см. рис. 9.1.5, б).
В пределах сфер существования фаз параметры состояния испытывают постоянные изменения, при превышении граничных линий фаз или точек возникают прерывистости. Если, например, к одной системе непрерывно подводится тепло или оно отводится, то соответственно удельной теплоте непрерывно изменяется температура. При всех превращениях как в твердом состоянии, так и при плавлении и испарении поглощается или выделяется теплота. Количество тепла, которое выделяется при превращениях, называется скрытой (латентной) теплотой (тепловым эффектом). В однокомпонентной системе превращения происходят в характерных точках. Повышение температуры или спад ее во время подвода тепла (нагревания) или отвода тепла (охлаждения) имеет для превращения характерные критические точки соответственно их тепловым эффектам (рис. 9.2.1).
Однокомпонентные системы равновесия

Немонотонности при температурах превращений в твердом состоянии проявляются также в коэффициенте линейного расширения твердых тел (рис. 9.2.2). Как запись характера графика температура — время, так и запись изменения длины во времени при непрерывном нагревании или охлаждении являются подходящими методами для того, чтобы проследить за превращениями и создать графики состояния. На рис. 9.2.1 изображены графики охлаждения и нагревания Al, Zn и Fe.
He имеют превращений в твердом состоянии Al и Zn. Напротив, Fe проявляет несколько аллотропных превращений, благодаря которым определяется ход нагревания и охлаждения при равномерных подале или отводе тепла. Точка остановки при нагревании Fe, которая проявляется при 769 °С, не соответствует при этом превращению решетки (полиморфия), а обусловлена точкой Кюри, т.е. исчезновением ферромагнитных свойств.
Однокомпонентные системы равновесия

Объемный скачок при превращении железа с о.ц.к.-структурой (α-Fe) в г.ц.к.-структуру (γ-Fe) соответствует переходу от менее высокой плотности упаковки α-Fe к самой плотной упаковке γ-Fe.
Технически значима низкая точка кипения цинка при 907 °C (см. рис. 9.2.1). Это необходимо учитывать, когда сваривается оцинкованная жесть, что применяется, например, в автомобильной промышленности.
Благодаря низкой точке кипения возникают пары металла, которые могут существенно угрожать здоровью работающих на таких рабочих местах, если не будут предприняты соответствующие меры, например специальные вытяжные устройства.