ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Кристаллизация ешгавов в неравновесных условиях из "Металловедение Издание 4 1966 " В приведенных выше диаграммах (см. рис. 81, 90) рассматривались первичные превращения, связанные с процессом кристаллизации жидкого сплава. [c.90] Вид диаграммы состояния зависит от соединений, образующихся между аллотропическими формами обоих компонентов. Рассмотрим некоторые наиболее типичные случаи и возможные виды диаграммы состояния рис. 91). [c.91] Предположим, что комнонент А имеет две модификации — Лц и Лр первая модификация (существующая при низкой температуре) изоморфна компоненту В и может образовать с ним неограпиченпый твердый раствор (рис. 91, а) СОР — область существования двух твердых растворов — аир, концентрация которых определяется кривыми СО и СР-, ОРЕ — лилия перитектического образоваиия а-твердого раствора. [c.91] Если кристаллы компонента В будут изоморфны высокотемпературной модификации А, то диаграмма примет вид, изображенный на рис. 91, б СОР — область существования в равновесии двух твердых растворов. [c.91] Если А и В шеют по две модификации, причем и Ва, так как и /1(3 и jBp, изоморфны и образуют неограниченный ряд твердых растворов, то диаграмма примет иной вид (рис. 91, в). Она будет как бы сдвоенной двухэтажной диаграммой для случая, когда компоненты неограниченно растворимы друг в друге в твердом состоянии. [c.92] Если низкотемпературные модификации ограниченно растворимы друг в друге, а высокотемпературные — неограниченно, то получим сочетание диаграмм (рис. 91, л), рассмотренных выше в 6 и 7. [c.92] При температуре, соответствуюш,ей линии ED, происходит распад Р-твердого раствора с одновременным выделением а и а -твердых растворов Р - а -f а . [c.92] Превращение протекает аналогично кристаллизации dbtokthkvi, но исходным маточным раствором является не жидкость, а твердый раствор. В отличие от кристаллизации эвтектики нз жидкости подобное превращение называется не эвтектическим, а эвтектоидным, а смесь полученных кристаллов — эвтектоидом. [c.92] Вместе с тем отмечалось (см. также гл. II о кристаллизации), что превращение при температуре фазового равновесия невозможно, так как в этом случае нет стимула для превращения нет выигрыша в запасе свободной энергии. Поэтому равновесную диаграмму состояния следует рассматривать как тот предельный случай, когда при бесконечно малых скоростях нагрева или охлаждения достигается бесконечно малая разность уровней свободных энергий сосуществующих фаз и когда, следовательно, превращение совершается с бесконечно малой скоростью. Реально же обнаруишваемые температуры превращения при нагреве, который производится с какой-то конечной скоростью, лежат всегда выше равновесных, а для случая охлаждения всегда нин е, что и показано схематически на рис. 92. [c.92] Следует заметить, что величина температурного интервала превращения может колебаться от десятых долей градуса до многих градусов, что зависит не только от скоростей нагрева или охлаждения, но и от природы сплава, типа превращения и от других причин. [c.93] В условиях же быстрых изменений температур изменяется но только температура превращения, но и условия превращения, так как не успевают (для нереохлан дения систем) произойти диффузионные процессы, необходимые для осуществления превращений по типу равновесных. Для этих с.иучаев равновесная диаграмма уже недействительна, хотя она и может оказаться необходимой в качестве отправного пункта при исследовании н для понимания тех или иных структурных особенностей, появляющихся при неравновесно кристаллизации. [c.93] Рассмотрим неравновесный процесс сначала для первичной кристаллизации, затем для вторичной (нерекристаллизации). [c.93] На рис. 93, а показана микроструктура литого сплава с дендритной неоднородностью, а на рис. 93, б — структура того же сплава с выравненной концентрацией в результате длительного нагрева при высоких температурах. [c.94] Рассмотрим теперь процесс кристаллизации жидкого раствора по диаграмме состояния (рис. 94). [c.94] Следовательно, при этой температуре ( ) в неравновесных условиях процесс кристаллизации не закапчивается и из оставшейся жидкости будут выделяться кристаллы, но концентрации соответствующие положению линии се, а средний состав кристаллов определится положением линии с е. Если эта линия ае ) не пересечет вертикаль I—/, то процесс закончится при температуре эвт когда оставшаяся жидкость в количестве e dle E, имеющая концентрацию Е, образует эвтектику. Образовавшиеся кристаллы неоднородны, имеют переменную концентрацию первые — состава точки а и последние — состава точки е. [c.95] равновесная кристаллизация происходит без переохлаждения, причем состав кристаллов (и ранее выпавших, и образующихся при данной температуре) одинаков. Это значит, что одновременно с процессом выделения кристаллов идут диффузионные процессы выравнивания состава жидкой фазы и насыщения ранее выпавших кристаллов до концентраций, определяемых соответствующими точками на линиях ликвидус и солидус. [c.95] При неравновесной же кристаллизации нроцесс диффузионного насыщения ранее выпавших кристаллов не успевает пройти, средний состав твердой фазы отличается от состава кристаллов, выпадающих при данной температуре, и характеризуется пунктирной линией, положение которой зависит от ряда факторов (скорости диффузии, скорости охлаждения и др.). В результате этого реальная структура сплава может существенно-отличаться от равновесной. [c.95] Вернуться к основной статье