Промежуточные фазы.

К ним относят:

1. Упорядоченные твердые растворы. При полной упорядоченности эти фазы напоминают химическое соединение, потому что у них: а) имеется определенное число атомов, которое можно выразить соответствующей формулой; б) расположение атомов в решетке упорядоченное. Эти фазы могут быть причислены и к твердым растворам, так как у них сохранилась решетка металла-растворителя.

2. Электронные соединения (фазы Юм-Розери). Этот вид соединений образуется между двумя металлами из следующих групп Си, Ag, Аu, Fe, Co, Ni, Pd, Pt, с одной стороны, и Be, Zn, Cd, Al, Sn, Si — с другой. Соединения эти, как показал английский металлофизик Юм-Розери, характеризуются определенным отношением валентных электронов к числу атомов (3/2; 21/13 или 7/4), причем каждому отношению соответствует определенная кристаллическая решетка. У электронных соединений определенное соотношение атомов и новая, отличная от элементов, кристаллическая решетка — это при­знаки, характерные для химического соединения. Однако в соединении нет упорядоченного расположения атомов. Этот вид соединений следует считать промежуточным между химическим соединением и твердым раствором.

3. Фазы Лавеса. При промежуточных значениях разности атомных размеров возможно образование химических соединений, называемых фазами Лавеса (названо в честь английского физика Лавеса). Эти фазы со стехиометрической формулой АВ₂ образуются между элементами, атомные диаметры которых находятся приблизительно в соотношении 1×1,2. MgCu₂, TiCr₂, ZrMo₂ и др. Фазы Лавеса встречаются как упрочняющие иитерметаллндные фазы ь жаропрочных сплавах.

4. Фазы внедрения. Фазы внедрения образуют металлы переходных групп с металлои­дами, имеющими малый атомный радиус (водород r_H = 0,046 нм; азот r_N = 0,071 нм; углерод r_c = 0,077 нм). Фазы внедрения образуются, если отношение атомного радиуса металлоида к атомному радиусу металла равно или меньше 0,59. В этом случае атомы металла образуют простые решетки (обычно о. ц. к., г, ц. к., г. п. у.), а атомы неметалла внедряются в поры такой решетки в определенные места. В этом состоит особенность строения решеток фаз внедрения. Эти фазы удовлетворяют условиям, характеризующим химическое соединение: они имеют соотношение атомов, укладывающееся в простую формулу и образуют решетки, отличные от решеток, присущих элементам, входящим в фазы внедрения.

Кристаллизация сплавов.

Кристаллизация сплавов подчиняется тем же закономерностям, что и кристаллизация чистых металлов. Необходимым условием является стремление системы в состояние с минимумом свободной энергии.

Процессы кристаллизации сплавов изучаются по диаграммам состояния.

Диаграмма состояния.

Диаграмма состояния представляет собой графическое изображение состояния любого сплава изучаемой системы в зависимости от концентрации и температуры.

Диаграммы состояния показывают устойчивые состояния, т.е. состояния, которые при данных условиях обладают минимумом свободной энергии, и поэтому ее также называют диаграммой равновесия, так как она показывает, какие при данных условиях существуют равновесные фазы.

Построение диаграмм состояния наиболее часто осуществляется при помощи термического анализа.

В результате получают серию кривых охлаждения, на которых при температурах фазовых превращений наблюдаются точки перегиба и температурные остановки.

Температуры, соответствующие фазовым превращениям, называют критическими точками. Некоторые критические точки имеют названия, например, точки отвечающие началу кристаллизации называют точками ликвидус, а концу кристаллизации – точками солидус.

По кривым охлаждения строят диаграмму состава в координатах: по оси абсцисс –концентрация компонентов, по оси ординат – температура.

По диаграмме состояния можно определить температуры фазовых превращений, изменение фазового состава, приблизительно, свойства сплава, виды обработки, которые можно применять для сплава.