Діаграма стану сплавів з відсутністю розчинності компонентів у компонентів у твердому стані (механічні суміші)

 

Діаграма стану й криві охолодження типових сплавів системи представлені на мал.

Діаграма стану сплавів з відсутністю розчинності компонентів у твердому стані (а) і криві охолодження сплавів (б)

 

Проведемо аналіз діаграми стану.

1. Кількість компонентів: ДО = 2 (компоненти А и В);

2. Число фаз: f = 3 (кристали компонента А, кристали компонента В, рідка фаза).

3. Основні лінії діаграми:

• лінія ліквідус acb, складається із двох галузей, що сходяться в одній крапці;

• лінія солідус ecf, паралельна осі концентрацій прагне до осей компонентів, але не досягає їх;

4. Типові сплави системи.

а) Чисті компоненти, кристалізуються при постійній температурі, на рис 5.3 б показаний крива охолодження компонент А.

б). Евтектичний сплав – сплав, що відповідають концентрації компонентів у крапці з (сплав I). Крива охолодження цього сплаву, аналогічна кривим охолодження чистих металів (мал. 5.3 б)

Евтектика – Дрібнодисперсна механічна суміш різнорідних кристалів, що кристалізуються одночасно при постійною, самою низкою для розглянутої системи, температурі.

При утворенні сплавів механічних сумішей евтектика складається із кристалів компонентів А и В: Эвт. (кр. А + кр. В)

Процес кристалізації евтектичного сплаву: до крапки 1 прохолоджується сплав у рідкому стані. При температурі, що відповідає крапці 1, починається одночасна кристалізація двох різнорідних компонентів. На кривій охолодження відзначається температурна зупинка, тобто процес іде при постійній температурі, тому що відповідно до правила фаз у двохкомпонентної системі при наявності трьох фаз (рідкої й кристалів компонентів А и В) число ступенів волі буде дорівнює нулю . У крапці 1 процес кристалізації завершується. Нижче крапки 1^/ прохолоджується сплав, що складається з дисперсних різнорідних кристалів компонентів А и В.

Процес кристалізації сплаву II: до крапки 1 прохолоджується сплав у рідкому стані. При температурі, що відповідає крапці 1, починають утворюватися центри кристалізації надлишкового компонента В. На кривій охолодження відзначається перегин (критична крапка), пов'язаний зі зменшенням швидкості охолодження внаслідок виділення схованої теплоти кристалізації. На ділянці 1–2 іде процес кристалізації, що протікає при температурі, що знижується, тому що відповідно до правила фаз у двохкомпонентної системі при наявності двох фаз (рідкої й кристалів компонента В) число ступенів волі буде дорівнює одиниці .

При охолодженні сполука рідкої фази змінюється по лінії ліквідус до евтектичного. На ділянці 2–2 кристалізується евтектика (див. кристалізацію евтектичного сплаву). Нижче крапки 2 прохолоджується сплав, що складається із кристалів надлишкового компонента, що спочатку закристалізувався, У і евтектики.

Схема мікроструктури сплаву представлена на мал.

Схема мікроструктур сплавів: а - доевтектичного, б - евтектичного, в - заевтектичного

 

5. При проведенні кількісного структурно-фазового аналізу, конода, проведена через задану крапку, перетинає лінію ліквідус і осі компонентів, тому сполука твердої фази або 100 % компонента А, або 100 % компонента В.