Диаграмма состояния двухкомпонентной конденсированной системы твердым раствором и фазовым превращением

Компоненты диаграммы (рис. 32) неограниченно растворимы в жидком состоянии и ограниченно в твердом. Химических соединений они не образуют.

Рис. 32. Диаграмма состояния двухкомпонентной конденсированной системы с образованием твердых растворов внедрения и фазовыми превращениями компонентов.

Компонент А кристаллизуется из расплава при температуре Т_А, а затем при охлаждении системы испытывает полиморфное превращение, в результате которого одна кристаллическая модификация этого компонента превращается в другую. Этот процесс протекает при температуре . Высокотемпературная модификация компонента А образует твердый раствор α₁, а низкотемпературная твердый раствор α₂. Область существования этих растворов ограничена: в растворе α₁ доля компонента В составляет от 0 до 15 %, а в растворе α₂ от 0 до 30 %. Изменение кристаллической модификациикомпонента В также приводит к изменению состава твердого раствора β.

Трехфазные безвариантные равновесия на изотермах диаграммы в соответствии с треугольниками Таммана выражаются следующими уравнениями: при 450°С: ; при 350 °С в точке эвтектики: ; при 200°С: .

В системе (рис. 33) испытывают полиморфное превращение оба компонента. Компонент А этой системы кристаллизуется при температуре Т_А и меняет кристаллическую модификацию при 150°С (точка )- У компонента В, кристаллизующегося при температуре 650°С (Т_В), модификация меняется при .

Рис. 33. Диаграмма состояния двухкомпонентной конденсированной системы с фазовыми превращениями компонентов и образованием твердых растворов замещения и внедрения.

Высокотемпературные модификации этих компонентов из-за значительных различий параметров их кристаллических решеток весьма ограниченно растворимы друг в друге и образуют твердые растворы внедрения α и β. Низкотемпературные модификации вследствие сходства их кристаллических решеток образуют неограниченный твердый раствор замещения γ, состав которого меняется от 0 до 100 % компонента В. В областях диаграммы «γ + α» и «γ + β»происходит постепенное превращение твердого раствора одного типа в твердый раствор другого. На изотерме диаграммы при 250°С кристаллизуется эвтектика: , а при 470 °С протекает перитектическая фазовая реакция: . Продолжительность температурных остановок на кривых охлаждения систем можно определить, руководствуясь треугольниками Таммана, изображенными на изотермах диаграммы.