ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Диаграмма состояния сплавов, образующих химические соединения из "Металловедение и термическая обработка металлов " Ограниченная растворимость наиболее часто встречается в металлических сплавах. При образовании ограниченных твердых растворов различают два типа диаграмм состояния с эвтектическим и с леритектическим превращением. [c.106] Диаграмма состояния сплавов, образующих ограниченные твердые растворы и эвтектику. На рис. 55 и рис. 56 представлены диаграммы состояния для этого случая. [c.106] Линия айсеЪ — линия солидус (рис. 56). При температурах ниже линии солидус сплавы обладают минимальной свободной энергией в кристаллическом состоянии (рис. 55 и 56) в интервале концентраций 0[ устойчив раствор а. (твердый раствор компонента В в Л), в интервале ко-нцентраций [ и К — смесь двух фаз а- и р-растворов и в интервале К1 )0 одна фаза — р-раствор (твердый раствор компонента Л в В). [c.106] Между линией ликвидус и солидус в равновесии находятся две фазы твердые растворы аир и жидкая фаза Ж (рис. 55 и 56). [c.106] При температурах, соответствующих линии ас, из жидкого сплава выделяются кристаллы а-твердого раствора а линии Ьс — кристаллы р (рис. 56). Линии ас и сЬ не только соответствуют температурам начала кристаллизации сплавов различного состава, но и показывают степень насыщения жидкой фазы компонентами А и В, т. е. являются линиями расТВори.мости. Точка й характеризует предельную растворимость компонента В в компоненте Л, а точка е — Л в В. [c.106] Сплавы, в которых происходит одновременная кристаллизация а и р-фаз при постоянной и самой низкой для данной системы сплавов температуре, называют эвтектическими. [c.107] Структуру, состоящую из определенного сочетания двух (или более) твердых фаз, одновременно кристаллизовавшихся из жидкого сплава, называют эвтектикой . Сплавы, располагающиеся влево от эвтектического состава (см. рис. 56, точка с) и имеюише концентрацию в пределах точек d а с, называют до-эвтектическими, а справа в пределах концентрации точек с и е — заэвтектическими. Изотерма dee соответствует температуре сосуществования трех фаз жцдкого сплава и кристаллов двух твердых й+Ре растворов (эвтектики) в до- и заэвтектических сплавах. [c.108] Твердую фазу, образующуюся в жидкости первой, называют ведущей. Кристаллы ведущей фазы принимают различную форму дендрита, пластины, округлую. Вторая фаза заполняет промежутки между кристаллами или ветвями дендрита ведущей фазы. [c.108] Эвтектическая структура в условиях сравнительно высоких степеней переохлаждения состоит из мелких кристаллов обеих фаз (а и Р), так как при одновременной кристаллизации их из жидкого сплава рост каждой из них затрудняется (см. рис. 48,в). [c.108] Процесс кристаллизации отдельных сплавов. Сплавы, расположенные левее точки d (см. рис. 56) и правее точки е, кристаллизуются так же, как и сплавы с неограниченной растворимостью (см. рис. 52 и 53). [c.108] Рассмотрим теперь кристаллизацию доэвтектического сила-, ва 2 на рис. 56. При достижении температуры несколько ниже 4 в жидкости образуются кристаллы твердого раствора а. На кривой охлаждения (см. рис. 56,а) при 4 отмечается перегиб, связанный с уменьщением скорости охлаждения вследствие выделения скрытой теплоты кристаллизации. Процесс кристаллизации а-раствора (т. е. сосуществования двух фаз) будет в интервале температур, так как система имеет одну степень свободы ( =2-f 1 —2=1). [c.109] Процесс выделения а-кристаллов продолжается до температуры tэ Состав кристаллов твердого раствора а в условиях равновесия определяется точками пересечения коноды с линией солидус, а остающейся жидкости — точками пересечения коноды с линией ликвидус. Например, при температуре составу жидкой фазы соответствует точка т, а твердой — п. [c.109] Процесс кристаллизации эвтектики протекает при постоянной температуре 4, так как согласно правилу фаз при одновременном существовании трех фаз постоянного состава (Же, и Ре) система нонвариантна (С=2+1—3=0). На кривой охлаждения (см. рис. 56,а) при кристаллизации эвтектики образуется площадка. Следовательно, после затвердевания сплав состоит из первичных кристаллов а и эвтектики (а+Р). Любой доэвтектический сплав, соответствующий составу, находящемуся между точками с и с, имеет те же структурные составляющие. [c.109] На рис. 48,г показана микроструктура доэвтектического сплава РЬ — 5Ь, кристаллизующегося так же, как сплав 2 (рис. 56). Эвтектический сплав (точка с на рис. 56,6) начинает кристаллизоваться при достижении температуры несколько ниже tэ. [c.109] Кристаллизация заэвтектических сплавов протекает так же, как и доэвтектических сплавов. Однако вместо кристаллов а-твердого раствора из жидкой фазы будут выделяться кристаллы твердого раствора р. Структура заэвтектических сплавов состоит из первичных кристаллов р-фазы и эвтектики а г+Ре (см. рис. 48,(5). [c.110] Неравновесная кристаллизация. Рассмотренные процессы относятся к условиям, близким к равновесию, т. е. при очень медленном охлаждении. [c.110] Увеличение скорости охлаждения, кроме развития внутрикристаллитной ликвации в кристаллах а- и р-твердых растворов, может вызвать значительные изменения в структуре и фазовом составе затвердевщих сплавов. Например, при неравновесной кристаллизации эвтектика может образовываться в сплавах, состав которых находится левее точки d, т. е. меньще предельной растворимости компонента В в А или правее точки в, т. е. предельной растворимости компонента А в компоненте В. [c.110] Рассмотрим это на примере сплава 1 (рис. 57,а). При ускоренном охлаждении, когда выравнивающая диффузия в твердой фазе не успевает произойти, средний состав кристаллизующейся а-фазы будет определяться неравновесным солидусом ппхпг. Кристаллизация сплава (см. рис. 57) в условиях медленного охлаждения, близких к равновесию, должна закончиться при температуре I2 (точка к). [c.110] Путем гомогенизации (длительного высокотемпературного нагрева) эти сплавы можно привести к равновесному состоянию. [c.111] Вернуться к основной статье