Диаграммы состояния двойных сплавов

Правило фаз или закон Гиббса. Состояние сплава зависит от внешних условий (температуры, давления) и характеризуется числом и химическим составом образовавшихся фаз. Возможность изменения внешних условий без изменения числа фаз, находящихся в равновесии, называется вариантностью или числом степеней свободы системы. Правило фаз определяет взаимосвязь между числом степеней свободы, числом компонентов и числом фаз, находящихся в равновесии:

С = К + 2 – Ф,

где С – число степеней свободы;

К – число компонентов;

Ф – число фаз, находящихся в равновесии;

2 – число внешних факторов (температура, давление).

В металлических сплавах давление мало влияет на фазовое равновесие, поэтому уравнение принимает следующий вид:

С = К + 1 – Ф,

Если двухкомпонентная система находится в расплавленном состоянии (К=2, Ф=1), то имеем две степени свободы (С=2), т.е. систему бивариантную (двухвариантную). В этом случае существуют различные температуры и концентрации, при которых не изменяется число фаз и равновесие системы.

Для той же системы при наличии двух фаз (жидкой и твердой) имеем К=2, Ф=2 и С=1, т.е. систему моновариантную (одновариантную). С изменением температуры концентрация должна быть строго определенной.

Для той же системы при наличии трех фаз имеем К=2, Ф=3 и С=0, т.е. систему нонвариантную (безвариантную). Сплав из данного числа фаз может существовать только при постоянной температуре и определенном составе всех находящихся в равновесии фаз. Это означает, что превращение начинается и заканчивается при одной постоянной температуре.