ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Диаграмма состояния при ограниченной растворимости из "Металловедение " Многие металлы полностью взаимно растворяются в жидком состоянии и лишь частично — в твердом. Обычно растворимость металлов друг в друге снижается при уменьшении температуры. Диаграмма состояния двух металлов, полностью взаимно растворимых в жидком состоянии, частично — в твердом и образующих эвтектику, показана на рис. 31. [c.46] На диаграмме состояния линия G D — ликвидус. Линия GE FD — солидус. Часть линии солидуса (горизонтальный отрезок E F)—эвтектическая линия. При пересечении этой линии в процессе охлаждения жидкий сплав превраш ается в эвтектику. Так как оба металла обладают взаимно ограниченной растворимостью, то из жидкого раствора в сплавах этих двух металлов будут выпадать кристаллы твердых растворов. Обозначим твердый раствор металла В в металле А греческой буквой а. Твердый раствор а имеет кристаллическую решетку металла А, в отдельных узлах которой размещены атомы металла В. Обозначим твердый раствор металла А ъ В греческой буквой р. [c.46] Рассмотрим кривые охлаждения нескольких типичных сплавов и изменение их структуры при охлаждении. Начнем со сплава, обозначенного на рис. 31 римскими цифрами / — I. На рис. 32, а показана кривая охлаждения этого сплава. До точки 1 сплав находится полностью в жидком состоянии. В точке 1 появляются первые кристаллы а-раствора. Условимся называть кристаллы, выпавшие непосредственно из жидкого раствора в ходе первичной кристаллизации, первичными. Будем обозначать их буквой с индексом I, например — ai. При охлаждении от температуры, соответствующей точке I, до температуры, соответствующей точке 2, постепенно весь жидкий сплав превратится в кристаллы ai. В этом интервале температур охлаждение сплава происходит замедленным темпом, так как выделяется скрытая теплота кристаллизации. Кристаллы ai ниже температуры, соответствующей точке 2 на кривой охлаждения, охлаждаются быстро. Кривая охлаждения идет круто вниз. При температуре, соответствующей точке 3, достигается предел растворимости металла 5 в металле А. Из твердого раствора oi начинают выпадать кристаллы твердого раствора р. Кристаллы, выпадающие из твердого раствора в процессе вторичной кристаллизации, назовем вторичными и обозначим их буквой с индексом II. Следовательно, кристаллы твердого раствора р, выпавшие из ai кристаллов, следует обозначать рц. Выпадение кристаллов Рп сопровождается выделением тепла. Поэтому кривая охлаждения ниже точки 3 пойдет более полого. [c.47] состав которого определяется точкой на горивонталь-ной оси левее точки Н, в процессе охлаждения до комнатной температуры не достигнет насыщения и сохранит структуру однородного раствора ai. [c.47] Рассмотрим кривую охлаждения сплава II (рис. 31). Кристаллизация сплава из жидкого раствора начинается с выпадения кристалликов твердого раствора aj. В процессе кристаллизации выпадают кристаллы aj, в которых больше металла Л, чем в среднем содержится в растворе. Раствор насыщается металлом В. Если воспользоваться правилом отрезков для состояния сплава, определенного точкой Ь на диаграмме состояния, то состав кристаллов ai соответствует точке с на горизонтальной оси, а состав жидкого раствора — точке а. При охлаждении до температуры Тб состав жидкости соответствует эвтектической концентрации, определяемой точкой с на диаграмме состояния. [c.47] Сплав III при охлаждении превращается в эвтектику. Кривая охлаждения этого сплава и схемы микроструктуры показаны на рис. 32, в. [c.49] Кристаллизация сплава IV начинается с выпадения кристаллов Pi. Они выпадают в интервале температур от до Tj. При температуре Г оставшийся жидкий сплав превращается в эвтектику. В процессе дальнейшего охлаждения из твердого раствора Pi в связи со снижением растворимости металла А происходит выпадение вторичных кристаллов твердого раствора ац- При комнатной температуре структура заэвтектического сплава IV состоит из кристаллов Pi, эвтектики и кристаллов ац. [c.49] Кривая охлаждения и процесс кристаллизации сплава V очень напоминают кривую охлаждения и процесс кристаллизации сплава I. Только кристаллизация сплава V начинается с выпадения кристаллов Pi, а не ai, как у сплава I. В интервале температур от Ts до Тд весь сплав превращается в кристаллы твердого раствора pi. Этот раствор устойчив от температуры Гд до Т, . При температуре Тю достигается предел растворимости и начинают выпадать кристаллы ац. [c.49] Два металла, полностью растворимых в жидком состоянии и частично в твердом, могут давать диаграмму, несколько отличную от уже рассмотренной нами в этом параграфе. До сих пор мы рассматривали случаи, когда твердые растворы обоих металлов образуются прямо ив жидкого раствора. Но возможно образование твердого раствора не из жидкого раствора непосредственно, а при помощи взаимодействия жидкой и твердой фаз. Такой процесс образования новой фазы называется пери-тектическим. [c.50] Диаграмма с перитектическим превращением металлов А ш В представлена на рис. 34. Металлы А и В полностью взаимно растворимы в жидком срстоянйц и частично в твердом. [c.50] При перитектическом превращении жидкость реагирует с уже образовавшимися кристаллами. В результате этой реакции получаются новые твердые кристаллы. [c.51] На диаграмме состояния линия /1 СВ—ликвидус, а лнаш ADPB — солидус. Считаем, что взаимная растворимость металлов /4 и fi в твердом состоянии не изменяется в зависимости от температуры. Поэтому линии DE и PF расположены вертикально. [c.51] Кристаллизация сплава П начинается в точке в с выпадения кристаллов а-раствора состава точки С. В точке 4 состав жидкости определяет точка С, а кристаллов а точка D. [c.51] При температуре Г4 происходит превращение всех кристаллов а-раствора в кристаллы р-раствора и остается лишний жидкий сплав. При пересечении линии P происходит превращение всех кристаллов а в кристаллы р, жидкости становится меньше, но переход в твердое состояние еще не заканчивается. Между точками 4 и 5 остатки жидкости превращаются в кристаллы р. Ниже точки 5 сплав I состоит только из кристаллов р. [c.51] Превращение перитектического типа наблюдается у сплавов железа с углеродом, меди с цинком и у некоторых других ИС пользуемых в технике двойных сплавов. [c.51] Вернуться к основной статье