Растворимости компонентов в твердом состоянии

На диаграмме с отсутствием растворимости компонентов в твердом состоянии (рис. 4.7). Компоненты: А и В; фазы: жидкость – L; кристаллы компонента А и В. Здесь линия асb – ликвидус, есf – солидус. Чистые компоненты кристаллизуются при постоянном значении температуры, показана кривая охлаждения компонента А (рис. 4.7, б).

Кристаллизация всех сплавов этой системы заканчивается на линии есf эвтектическим превращением остатка жидкой фазы в механическую смесь кристаллов компонентов А и В. Образовавшаяся таким образом смесь называется эвтектической или эвтектикой. Сплав, кристаллизация которого начинается непосредственно с эвтектического превращения (в данном случае сплавІ, фигуративная линия которого проходит через точку с, называется эвтектическим). Кривая охлаждения этого сплава аналогична кривым охлаждения чистых металлов (рис. 4.7, б).

                              а                                           б

Рис. 4.7. Диаграмма состояния сплавов с отсутствием растворимости компонентов в твердом состоянии (а) и кривые охлаждения сплавов (б)

Эвтектика – мелкодисперсная механическая смесь разно

родных кристаллов, кристаллизующихся одновременно при постоянном, самом низком для рассматриваемой системы значений температуры. При образовании сплавов механических смесей эвтектика состоит из кристаллов компонентов А и В: эвт. (кр. А + кр. В).

Процесс кристаллизации эвтектического сплава: до точки 1 охлаждается сплав в жидком состоянии. При значении температуры, соответствующем точке 1, начинается одновременная кристаллизация двух разнородных компонентов. На кривой охлаждения отмечается температурная остановка, т.е. процесс идет при постоянном значении температуры, так как согласно правилу фаз в двухкомпонентной системе при наличии трех фаз (жидкой и фазы кристаллов компонентов А и В) число степеней свободы будет равно нулю (C = 2 – 3+1 = 0). В точке 1 ^/ процесс кристаллизации завершается. Ниже точки 1 ^/ охлаждается сплав, состоящий из дисперсных разнородных кристаллов компонентов А и В. Другие сплавы системы аналогичны сплаву I, кривая охлаждения сплава изображена на рис. 4.7, б.

Процесс кристаллизации сплава II: до точки 1 охлаждается сплав в жидком состоянии. При значении температуры, соответствующей точке 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, так как согласно правилу фаз в двухкомпонентной системе при наличии двух фаз (жидкой и фазы кристаллов компонента В) число степеней свободы будет равно единице (C = 2 – 2+1 = 1). При охлаждении состав жидкой фазы изменяется по линии ликвидуса до эвтектического. На участке 2–2^׳ кристаллизуется эвтектика (см. кристаллизацию эвтектического сплава). Ниже точки 2 ^∕ охлаждается сплав, состоящий из кристаллов первоначально закристаллизовавшегося избыточного компонента В и эвтектики (рис. 4.8).

                        а                 б                     в

Рис. 4.8. Схема микроструктур доэвтектического (а),

эвтектического (б), заэвтектического (в) сплавов

При проведении количественного структурно-фазового анализа конода, проведенная через заданную точку, пересекает линию ликвидуса и оси компонентов, поэтому состав твердой фазы составляет или 100 % компонента А, или 100 % компонента В.