Диаграмма состояния сплавов с отсутствием растворимости компонентов в твердом состоянии (механические смеси).
(пример мех. смесей: Zn-Sn; Pb-Ag; Ni-Cr; Cr-Mn; Cu-Bi; Al-Si и др.)
ІІ В
Т
,°С
Т
А І
І
ІІ
b
1
1′
1
1
а ж р-р 1 1′
ж +кр.А ж+кр.В
Эвтектика
е С 2 f 1 1′ 2 2′Эвт. +кр.А Эвт. +кр.В
А 50 В τ
Анализ диаграммы:
Количество компонентов: К = 2 (компоненты А и В);
Число фаз: F = 3 (кристаллы компонента А, кристаллы компонента В, жидкая фаза).
Основные линии диаграммы:
Линия ликвидус acb, состоит из двух ветвей, сходящихся в одной точке;
Линия солидус ecf, параллельна оси концентраций стремится к осям компонентов, но не достигает их.
Типовые сплавы системы.
а) Чистые компоненты, кристаллизуются при постоянной температуре.
б) Эвтектический сплав – сплав, соответствующий концентрации компонентов с точке С (сплав І). Кривая охлаждения этого сплава, аналогична кривым охлаждения чистых металлов.
Эвтектика - мелкодисперсная механическая смесь разнородных кристаллов кристаллизующихся одновременно при постоянной, самой низкой для рассматриваемой системы, температуре.
При образовании сплавов мех. смесей эвтектика состоит из кристаллов компонентов А и В: Эвт. (кр.А +кр.В).
Процесс кристаллизации эвтектического сплава: до (.)1 охлаждается сплав в жидком состоянии. При t-ре, соответствующей (.) 1, начинается одновременная кристаллизация 2-х разнородных компонентов. На кривой охлаждения отмечается температурная остановка, т.е. процесс идет при постоянной температуре, т.к. согласно правилу фаз в 2-х компонентной системе при наличие 3-х фаз (жидкой и кристаллов А и В) число степеней свободы = 0 (С=2-3+1=0). В (.)1′ процесс кристаллизации завершается. Ниже (.) 1′ охлаждается сплав, состоящий из дисперсных разнородных кристаллов А и В.
в). Другие сплавы системы аналогичны сплаву ІІ.
Процесс кристаллизации сплава ІІ: до (.) 1 охлаждается сплав в жидком состоянии. При t-ре, соответствующей (.) 1, начинают образовываться центры кристаллизации избыточного компонента В. На кривой охлаждения отмечается перегиб (критическая точка), связанный с уменьшением скорости охлаждения вследствие выделения скрытой теплоты кристаллизации. На участке 1-2 идет процесс кристаллизации, протекающий при понижающейся температуре, т.к. согласно правилу фаз в 2-х компонентной системе при наличии 2-х фаз (жидкой и кристаллов компонента В), число степеней свободы равно 1 (С = 2-2+1=1). При охлаждении состав жидкой фазы изменяется по линии ликвидус до эвтектического. На участке 2-2′ кристаллизуется эвтектика. Ниже (.)2′ охлаждается сплав, состоящий из кристаллов закристаллизовавшегося избыточного компонента В и эвтектики.
При проведении количественного структурно-фазового анализа, конода, проведенная через заданную точку, пересекает линию ликвидус и оси компонентов, поэтому состав твердой фазы или 100% компонента А или 100% компонента В.