Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии с перитектическим превращением

В сплавах с содержанием компонента В меньше x_C (рис. 2.12), либо больше X_F кристаллизация приводит к образованию однофазных сплавов aи bсоответственно.

Сплав II называют перитектическим. После предвари­тельного выделения b-кристаллов из жидкой фазы сплав при температуре t_n испытывает перитектическое превращение, в результате которого жидкая фаза Ж_D и твердая фаза b_F, взаимодействуя между собой, образуют новую твердую фазу a _с.:

Ж_D + b_F Û a_C. (2.5)

Подсчет числа степеней свободы при температуре t₁ и температуре перитектической реакции t_n дает соответственно следующие значения:

С = 2 + 1 - 2 = 1,

С= 2 + 1 – 3 = 0.

Рис. 2.12. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых ограниченно растворимы в твёрдом состоянии и образуют перитектику

Следовательно, кристаллизация в двухфазной области протекает в интервале температур. При этом каждой температуре соответствует определенная концентрация фаз (при t₁фазовый состав характеризуется точками х_а и х_b). При перитектическом превращении в результате взаи­модействия жидкого раствора с твердой фазой образуется новая твердая фаза.

В сплавах до- и заперитектических при температуре перитектической реакции имеет место избыток жидкой фазы или b-фазы соответственно. В связи с этим в заперитектических сплавах (сплав III) перитектическая реакция заканчивается также образованием новой a-фазы, но остается из­быток b-фазы:

Ж_D + b_F Û a_с + b_f. (2.6)

В результате сплав приобретает струк­туру смеси, состоящей из кристаллов двух типов a_Cи b_F(рис. 2.13). Получающие­ся смеси при перитектическом превращении характеризуются тем, что фаза, выделив­шаяся ранее (b-фаза), окружена фазой, вы­делившейся позднее. Кроме того, количе­ственное соотношение фаз в такой смеси пе­ременно: чем ближе состав сплава к перитектическому, тем в нем больше фазы a_С.

Рис. 2.13. Схема микро­структуры заперитектического сплава

Для доперитектических сплавов (сплав I) перитектическая реакция не приводит к полному затвердеванию сплава, так как наряду с вновь образовавшейся фазой a_ссохраняется жидкая фаза:

Ж_D + b_F Û a_с + Ж_D(ост) (2.7)

В интервале температур точек 2 - 3 из оставшейся жидкой фазы вы­деляются кристаллы a-фазы. Полное затвердевание сплава произойдет в точке 3, причем структура сплава будет однофазная, где трудно от­личить кристаллы a _с, образовавшиеся при перитектической реакции, от кристаллов a, образовавшихся непосредственным выделением из жидкого раствора.