2.4. Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии

Компоненты: А, В. Фазы: жидкость L, твердые растворы α и β. Оба компонента неограниченно растворимы в жидком состоянии, ограниченно в твердом и не образуют химических соединений. При этом ограниченная взаимная растворимость в твердом состоя­нии может меняться с изменением температуры (рис. 68).

При медленном охлаждении сплавов и высокой степени диффу­зии вторичная фаза выделяется по границам зерен, образуя сетку. Ускоренное охлаждение не дает развиться диффузии и в торичные фазы выделяются внутри зерен в виде дисперсных включений.

Этот тип диаграмм очень важен в практическом отношении, так как входит в состав сложных диаграмм таких широко распро­страненных промышленных сплавов, как Fе-С, А1-Сu и др.

Выше линии GСH (линия ликвидус) на диаграмме расположена область однородного жидкого раствора. Линия GЕСDН (линия солидус) соответствует температурам конца затвердевания.

Линия ЕСD называется линией эвтектического превращения, а точка С - эвтектической точкой. При достижении температуры, соответетвующей линии ЕСD происходит эвтектическая реакция - из жидкости выделяется смесь кристаллов обоих твердых раство­ров α и β: L ↔ α_Е + β_D.

При понижении температуры сплава IV ниже т. 3 кривой DF происходит распад β-твердого раствора с выделением вторичных кристаллов твердого раствора α_п.

Этот процесс происходит в твердом состоянии и называется вторичной кристаллизацией в отличие от первичной, которая происходит при затвердевании сплавов.

На рис. 68 приведена последовательность образования струк­тур сплавов I, IV и III.

2.5. Диаграмма состояния сплавов с перитектическим превращением

Оба компонента неограниченно растворимы в жидком состоянии, ограниченно в твердом и образуют механические смеси в резуль­тате перитектической реакции.

Перитектическим называется превращение, когда жидкая фаза, взаимодействуя при постоянной температуре с ранее выпавшими кристаллами твердой фазы, образует новый вид кристаллов.

Диаграмма с перитектическим превращением приведена на рис. 69. На этой диаграмме линия АВС является линией ликви-дуе, линия АЕDС - линией солидус, ВЕD - линия перитектического превращения.

Р ассмотрим кристаллизацию и охлаждение сплава состава I. В точке 1 из жидкости выпадают кристаллы β-твердого раствора. По достижении линии перитектического превращения состав кри­сталлов β соответствует точке D, жидкости — точке В. В резуль­тате взаимодействия жидкой и твердой фаз образуется третья фаза а, состав которой соответствует точке Е. Механизм образо­вания α-фазы можно представить схемой Ж_в + β_D→ α_E. Это и есть перитектическое превращение.

В сплавах состава II при температуре перитектического пре­вращения количество жидкой фазы больше, чем необходимо для образования кристаллов α-фазы состава, соответствующего точке Е. Оставшаяся в избытке жидкая фаза в интервале темпера­тур 2-3 кристаллизуется в α-фазу.

2.6. Диаграмма состояния сплавов, образующих химические соединения

Х имическое соединение характеризуется строго определенным соотношением компонентов, что отображается на диаграмме со­стояния вертикальной линией, пересекающей ось концентраций

в точке, отвечающей соотношению ком­понентов химическом соединении (рис. 70). При образовании в сплаве хими­ческих соединений они играют роль самостоятельного компонента, разде­ляя общую диаграмму состояния на ряд отдельных диаграмм. Это объяс­няется тем, что химическое соединение отличается от образующих его компо­нентов кристаллической решеткой, свойствами и температурой плавления.

Химические соединения могут быть устойчивыми и неустойчивыми. Хими­ческое соединение устойчиво, если его можно нагреть без раз­ложения до расплавления, и неустойчиво, если при нагреве оно разлагается. На рис. 70 приведена диаграмма с устойчивым соеди­нением.