2.3. Диаграммы состояния с монотектическим, синтектическим и метатектическим превращениями

I. СИСТЕМА Си – Рb (ат. %) с монотектическим превращением при 953 °С и с вырожденным эвтектическим при 326 °С. Монотектическое превращение протекает по реакции:

Ж_41%Pb ↔ Cu + Ж_82.6%Pb.

Температура плавления меди – 1083 °С, свинца – 327 °С.

2. СИСТЕМА V – Сu (масс. %) с монотектическим и эвтектическим превра­щениями и двумя граничными твердыми растворами α и β. Монотекти­ческое превращение протекает при 1560 °С по реакции:

Ж_21%Cu ↔ α_9%Cu + Ж_80%Cu.

При 930 °С протекает эвтектическое превращение по реакции:

Ж_93%Cu ↔ α_7%Cu + β _3%V.

При 500 °С растворимость меди в ванадии снижается до 5 %, ванадия в меди – до I %. Температура плавления ванадия – 1860 °С, меди –1083 °С.

3. СИСТЕМA Та – 0 (масс. %) в области сплавов Та – Тa₂О₅ с монотек­тическим и эвтектическим превращениями. Монотектическое превращение протекает при 1880 °С по реакции:

Ж_43%O ↔ α_5.7%O + Ж_35%Ta.

При I550 °С протекает эвтектическая реакция:

Ж_29%Ta ↔ α_5.1%O + (Тa₂О₅)_72%O.

При 1100 °С растворимость кислорода в тантале снижается до 3%. Температура плавления тантала – 3000 °С, химического соединения – 1900 °С.

4. СИСТЕМА Cd – Sе (ат. %) в области сплавов CdSe – Sе. При 991 ^оС протекает монотектическое превращение по реакции:

Ж_73%Se ↔ (CdSe)_50%Se + Ж_3%Cd.

Химический состав соединения CdSe – 50% Se, ост. Cd. При 213 °С происходит вырожденное эвтектическое превращение по реакции:

Ж_0.2%Cd ↔ CdSe + Se.

Температура плавления химического соединения – 1239 °С, селена – 215 °С.

5. СИСТЕМА U – Вi (ат. %) с нонвариантным синтектическим прев­ращением и двумя перитектическими превращениями. Синтектическое превращение протекает при 1400 °С по реакции:

Ж_2%Bi + Ж_53%Bi ↔ (UBi)_50%Bi.

Перитeктическое превращение протекает при 1150 °С по реакции:

Ж_70%Bi +UBi ↔ (U₃Bi₄)_57%Bi.

При 1130 °С протекает вырожденное перитeктическое превращение по реакции:

Ж_1%Bi + UBi ↔ U.

Температура плавления урана 1125 °С, висмута – 271 °С.

6. СИСТЕМА Pu – Fе (масс. %) в области сплавов Рu – PuFe₂ (66 % Fe) с метатектическим, перитектическим и эвтектическим превращениями. При 430 °С протекает метатектическая реакция:

ε_2.5%Fe ↔ δ_1%Fe + Ж_3%Fe.

При 428 °С протекает перитектическая реакция:

Ж_11%Fe + PuFe₂ ↔ (Pu₆Fe)_14%Fe.

При 413°С происходит эвтектическое превращение по реакции:

Ж_10%Fe ↔ δ_0.1%Fe +Pu₆Fe.

Температура полиморфного превращения δ↔ε равна 550 °С. Температура плавления плутония – 630 °С, химического соединения PuFe₂ – 1235 °С.

7. СИСТЕМА Pb – Sе (ат. %) в области сплавов PbSe – Sе с моно- тeктическим превращением. При 678 °С протекает монотектическое прев­ ращение по реакции:

Ж_84%Pb ↔ (PbSe)_50%Se + Ж_3%Pb.

Химический состав соединения PbSe – 50% Se, ост. Pb. При 220 °С происходит вырожденное перитeктическое превращение по реакции:

PbSe + Ж_0.2%Pb ↔ Se.

Температура плавления химического соединения – 1081°С, а се­лена – 2I5 °C.

8. СИСТЕМА Мn – In (ат. %) в области сплавов от 0 до 50 ат. % In с метатектическим и перитектическим превращениями. При 975 °С происходит метатектическое превращение по реакции:

γ_10%In ↔ β _8%In + Ж_21%In.

При 872°С протекает перитектическая реакция:

β_14%In + Ж_45%In ↔ (Mn₃In)_25%In.

Температура плавления марганца – 1245 °С, температура полиморфного превращения β-Мn в γ-Мn равна 1100 °С, химический cостав соединения Мn₃In – 25 % In, оcт. Mn.

9. СИСТЕМА In – Rb (ат. %) с нонвaриантными синтектическим и двумя перитектическими превращениями. При 522 °С протекает синтектическое превращение по реакции:

Ж_44%Rb + Ж_4%In ↔ (Rb₄In₅)_45%Rb.

При 490°С протекает перитeктическое превращение по реакции:

Ж_30%Rb + Rb₄In₅ ↔ (Rb₂In₃)_40%Rb.

При 60 ^оС происходит вырожденное перитектическое превращение по реакции:

Rb₄In₅ + Ж_0.2%In ↔ Rb.

Температура плавления рубидия – 38_,8 °С, In – 151 ^оС.

10. СИСТЕМА Сu – Nb (масс. %) с монотектическим и перитектическим превращениями. При 1530 °С протекает монотектическое превращение:

Ж_36%Nb ↔ Ж_19%Nb + β _17%Cu.

При 1100 °С протекает перитектическое превращение по реакции:

Ж_2%Nb + β _6%Cu + α_4%Nb.

При 0 °С растворимость ниобия в меди (α-фазе) снижается до 0 %, меди в ниобии (β-фазе) – до 5 %. Температура плавления ме­ди – 1083 °С, ниобия – 2400 °С.

11. СИСТЕМА Pr – Аu (ат. %) в области сплавов Pr – 20 % Au с метатектическим и эвтектическим превращениями. При 757 °С происходит метатектическое превращение по реакции:

β_1.6%Au ↔ α_0.2%Au + Ж_10%Au.

При 619 °С происходит эвтектическое превращение по реакции:

Ж_17.7%Au ↔ α_0.1%Au + γ_20%Au.

Растворимость золота в празеодиме при 500 °С – около 0 %. Темпера­тура плавления празеодима – 934 °С, γ-фазы – примерно 700 °С, температура полиморфного превращения γ↔α равна 800 °С.

12. СИСТЕМА Fе – 0 (масс. %) в области сплавов от Fе до 23 % кислорода с монотектическим и метатектическим превращениями. При 1500 °С протекает монотектическое превращение по реакции:

Ж_0.25%O ↔ δ_0.21%O + Ж_22%O.

При 1380°С протекает метатектичеcкое превращение по реакции:

δ_0.2%O ↔ γ_0.18%O + Ж_23%O.

Температура плавления железа – 1536 °С, температура полиморфно­го превращения γ↔α равна 1392 °С. Растворимость кислорода в γ-железе снижается при 1300 °С до 0,15 %.

13. СИСТЕМА Zr – Fe (масс. %) в области сплавов Fe₂Zr – Fe с метатектическим и эвтектическим превращениями. При 1335 °С протекает метатектическое превращение по реакции:

δ_{93% Fe}↔ γ_2%Zr + Ж_85%Fe.

При I330 °C протекает эвтектическая реакция:

Ж_84%F ↔ (Fe₂Zr)_55%Fe + γ_1.9%Zr.

Химический состав соединения Fe₂Zr – 55 % Fe. При 1000 °С растворимость циркония в γ-Fe снижается до 1 %. Температу­ра полиморфного превращения γ-Fe ↔ δ-Fе равна 1392 °С. Температура плавления железа – 1536 °С, химического соединения – 1645 °С.

14. СИСТЕМА Bi– Ga (ат. %) с монотектическим превращением, которое протекает при 222 °С по реакции:

Ж_61.5%Bi ↔ Ж_8.5%Bi + Bi.

При 29,5 °С имеет место вырожденное эвтектическое превращение:

Ж_0,22%Bi ↔ Bi +Ga.

Температура плавления галлия – 29,8 °С, висмута – 271 °С.

15. СИСТЕМА In – Sе (ат. %) в области сплавов In – InSe с монотектическим и двумя перитектическими превращениями. При 520 °С протекает монотектическое превращение по реакции:

Ж_29%Se ↔ Ж_4%Se + (In₂Se)_33%Se.

При 540 °С протекает перитектическое превращение по реакции:

Ж_30%Se + (InSe)_50%Se ↔In₂Se.

Химический состав соединений In₂Se – 33 % Se, InSe – 50 % Se, ост. In. При 156 °С происходит вырожденное перитектическое превращение. Температура плавления индия – 151 ^oC, химическо­го соединения InSe – 660 °С.

16. СИСТЕМА Hg – Cu (ат. %). При температуре 660 ^оС протекает монотектическое превращение по реакции:

Ж _{15% Hg} ↔ Ж _9%Сu +a _{5% Hg}

При температуре 129 ^оС протекает перитектическое превращение по реакции:

Ж _{0.2% Cu} +a _0.2%Hg ↔ (Cu₇Hg₈)_53%Hg.

При 0 ^оС растворимость ртути в меди составляет 0,1.%. Температура плавления меди составляет 1083 ^оС, ртути – (– 39) ⁰С.

17. СИСТЕМА Ce – Hf (масс. %). При температуре 2020 ^оС происходит монотектическое превращение по реакции:

Ж _{20% Се} ↔ Ж _25%Hf +b _{10% Cе}

При температуре 1260 ^оС происходит метатектическое превращение по реакции:

b _4%Се ↔ Ж _{2% Hf} +a _{2% Cе}

При 1000 ^оС состав жидкой фазы достигает 0,5% Hf, при этом растворимость церия в a-Hf снижается до 0,1%. Температура плавления гафния составляет 2222 ^оС, температура полиморфного превращения a_Hf « b _Hf - 1760 ^оС.

18. СИСТЕМА Cr – Tu (ат. %). При температуре 1800 ^оС происходит монотектическое превращение по реакции:

Ж _{5% Tu} ↔a _{3% Tu} + Ж _{24% Tu}

При температуре 1230 ^оС происходит эвтектическое превращение по реакции

Ж _{29% Cr} ↔a _{2% Tu} +b _3%Cr

При 20 ^оС растворимость туллия в хроме и хрома в туллии практически снижается до нуля. Температура плавления хрома составляет 1903 ^оС, туллия – 1540 ^оС.

19. СИСТЕМА Gd – Yb (ат. %). При температуре 1183 ^оС происходит монотектическое превращение по реакции:

Ж _{49% Yb} ↔ b _{21% Yb} + Ж _29%Gd

При температуре 1160 ^оС имеет место метатектическое превращение по реакции:

b _{20% Yb} ↔a _{19% Yb} + Ж _{19% Gd}

При 820 ^оС растворимость иттербия в гадолинии снижается до 15%, а гадолиния в жидкой фазе – до 2%. Температура плавления гадолиния составляет 1313 ^оС, температура полиморфного превращения b-Gd « a-Gd равна 1233 ⁰С.

20.СИСТЕМА Th – U (ат. %). При температуре 1375 ^оС происходит монотектическое превращение по реакции:

Ж _{51% U} ↔b-Th _{2% U} + Ж _6%Th

При температуре 1270 ^оС происходит метатектическое превращение по реакции:

b-Th _{10.5% U} ↔a –Th_{7% U} + Ж _95%U

При температуре 1100 ^оС имеет место эвтектическое превращение по реакции:

Ж _{3% Th} ↔a -Th_{1% U} + b-U _{0.5% Th}

Температура полиморфного роевращения (b_Th) ↔ (a_Th) – 1360 ^оС.

При 800 ^оС растворимость в обоих растворах снижается до 0%. Температура плавления тория – 1755 ^оС, урана – 1135 ^оС.

21. СИСТЕМА Fе – Zr (ат. %) в области сплавов Fe – ZrFe₂ (27% Zr, остальное – железо). При температуре 1337 ^оС происходит эвтектическое превращение с образованием твердого раствора на основе γ-железа и неустойчивого химического соединения ZrFe₃ по реакции

Ж _{9% Zr} ↔ γ_{0,5% Zr} + (ZrFe₃)_25%Zr

При температуре 1500 ^оC происходит метатектическое превращение по реакции

δ_{3% Zr} ↔ γ_1%Zr + Ж_8%Zr.

При температуре 1582^оC происходит перитектическое превращение по реакции

Ж_13%Zr + (ZrFe₂)_27%Zr ↔(ZrFe₃)_{25%Zr ,}

где (ZrFe₂) – фаза переменного состава на основе устойчивого химического соединения.

Температура δ↔γ полиморфного превращения – 1392 ^оС, растворимость циркония в γ-железе приближается к 0 при 900 ^оС. Температура плавления железа – 1538 ^оС, устойчивого химического соединения ZrFe₂ – 1673 ^оС. 22. СИСТЕМА Sn – V (ат. %). При температуре 1500 ^оС происходит монотектическое превращение по реакции

Ж _{18,8% V} ↔ (SnV₃)_{25% Sn} + Ж _4%V

При температуре 1600^оC происходит перитектическое превращение по реакции

Ж _{48% Sn} + (V)_16%Sn ↔ (SnV₃)_{25% Sn}

При температуре 756 ^оC в результате перитектического превращения образуется Sn₃V₂ по реакции

Ж _{0,1% V} + (SnV₃)_{25% Sn} ↔ (Sn₃V₂)_{40% V}

Температура плавления ванадия – 1910 ^оС. Растворимость олова в ванадии при 600 ^оС – 11%.

23. СИСТЕМА Hf – Th (ат. %). При температуре 1600^оС происходит метатектическое превращение по реакции

(β-Hf)_{3% Th} ↔ (α-Hf)_1,5%Th + Ж_43%Hf.

При температуре 1450 ^оC происходит эвтектическое превращение по реакции

Ж_31,6%Th ↔ (α-Hf)_1,5%Th + (β-Th)_17%Hf

При температуре 1295 ^оC происходит эвтектоидное превращение по реакции

(β-Th)_11,5%Hf ↔ (α-Hf)_1,5%Th + (α-Th)_6%Hf

При температуре 1000^оС растворимость тория в гафнии снижается до 0,5 %, гафния в тории – до 4%. Температура плавления гафния – 2231 ^оС, тория – 1755 ^оС. Температура полиморфного превращения (β-Hf) ↔ (α-Hf) – 1740 ^оС, (β-Th) ↔ (α-Th) – 1360 ^oC.

24. СИСТЕМА Bi – S (ат. %). При температуре 727 ^оС происходит монотектическое превращение по реакции

Ж_33%Bi ↔ Ж_0,5%Bi + (Bi₂Sn₃)_{40% Bi}

При температуре 270 ^оC протекает вырожденное перитектическое превращение по реакции

Ж_0,1%Sn + (Bi₂Sn₃)_{40% Bi} ↔ Bi

При температуре 115 ^оС в результате вырожденного эвтектического превращения образуются Bi₂Sn₃ и сера. Температура плавления висмута – 268 ^оС, серы – 115,2 ^оС, устойчивого химического соединения Bi₂Sn₃ – 1118 ^оС

25. СИСТЕМА Cu – Se (ат. %) в области сплавов Cu₂Se (36% Se) – Se. При температуре 523 ^оС происходит монотектическое превращение с образованием фазы переменного состава на основе химического соединения Cu₂Se по реакции

Ж_47%Сu ↔ Ж_2%Cu + (Cu₂Se)_{38% Se}

При температуре 377 ^оС происходит перитектическое превращение по реакции

Ж_1%Cu + (Cu₂Se)_{37% Se} ↔(CuSe)_{50% Se}

При температуре 332 ^оС происходит еще одно перитектическое превращение по реакции

Ж_0,5%Cu + (CuSe)_{50% Se} ↔(CuSe₂)_{33% Se}

При температуре 250 ^оC концентрация селена в фазе перерменного состава (Cu₂Se) изменяется до 36,5%, меди в жидкой фазе – 0,03 %. Температура плавления устойчивого химического соединения Cu₂Se – 1130 ^оС.