2А.7. Діаграма стану сплавів з перитектичним перетворенням

Діаграму стану сплавів із перитектичним перетворен­ням утворюють компоненти, які розчиняються необмежено в рідкому стані, обмежено — в твердому стані й здатні до перитектичного перетворення. Перитектичним називається перетво­рення, під час якого внаслідок взаємодії рідкого розчину Р з раніше утвореним твердим розчином Р при сталій температурі утворюється новий твердий розчин а.

Компоненти системи: хімічні елементи умовно позначе­ні як А і В. Фази системи: рідкий розчин Р та тверді розчини а і р.

Схему діаграми з перитектичним перетворенням бачимо на рис. 2.4.9, б. Тут ECD є лінією ліквідує і EFLD — лінією солі­дус. На ділянці DC лінії ліквідує випадають первинні кристали Р, й на ділянці СЕ — первинні кристали щ. Первинна криста­лізація твердого розчину р, закінчується на ділянці DL лінії солідус і первинна кристалізація твердого розчину а, — на лінії FE.

Правило відрізків свідчить, що для всіх сплавів в межах концентрацій С — L при зниженні температури до лінії CFL рідкий розчин Р_с відповідає складові точки С, а твердий розчин P,_t — складові точки L. На лінії CFL відбувається перитектичне

перетворення: рідкий розчин Р_с і твердий розчин рц, утворюють інший твердий розчин a_IF за реакцією:

Отже, в перитектичній реакції беруть участь три фази, вона нонваріантна (С = К + 1—Ф = 2 + 1 — 3 = 0), тобто відбуваєть­ся при сталій температурі t_F. Лінію CFL, яка відповідає перите­ктичній реакції, називають лінією перитектичного перетво­рення. Щоб у момент закінчення реакції (2.4.9) сплав складав­ся лише з кристалів a_IF, необхідно мати на початку реакції кі­лькість рідкого розчину Р_с, пропорційну довжині відрізка FL, і кількість твердого розчину |3_IL — пропорційну довжині відрізка CF. Коли ця умова не виконується, залишається надлишок не-прореагованої фази (Р_с або |5_IL).

Гранична розчинність у твердому стані компонента В в ком­поненті А відповідає лінії FM і гранична розчинність компоне­нта А в компоненті В — лінії LN. Зі зниженням температури від t_F до кімнатної виділяються вторинні кристали р„ і а_п від­повідно із твердих розчинів а, і pY

У сплаві концентрації #, між точками 1 і 2 утворюються первинні кристали pV Водночас склад рідкого розчину зміню­ється по лінії 1С, а твердого розчину — по лінії 11L. У точці 2' (рис. 2.4.9, а) розпочинається перитектичне перетворення

відповідно з реакцією (2.4.9), а в точці 2" воно закінчується. Сплав має більше рідкого розчину Р_с (відрізок 2L), ніж це необ­хідно для перитектичної реакції (відрізок FL), тобто 2L > FL. Надлишок рідкого розчину Р_г, що залишився після перитекти­чної реакції, поступово переходить у твердий розчин а, між точками 2" і 3'. Зміна складу рідкого розчину відбувається по лінії С9 і твердого розчину — по лінії F3. У точці 4 твердий розчин а, стає насиченим. Тому коли далі знижувати темпера­туру від точки 4 до кімнатної, із первинних кристалів а_г виді­ляються вторинні кристали р_п. При цьому склад твердого роз­чину щ змінюється по лінії 4М,

К₂ є сплавом перитектичного складу. В ньому первинна кри­сталізація з виділенням p_t розпочинається у точці 5 і закінчу­ється у точці F без надлишкової фази. Між точками F' і F" відбувається перитектичне перетворення. Коли далі охолоджува­ти, із кристалів а, виділяються вторинні кристали р„ по лінії FM.

У сплаві концентрації К₃ між точками 7 і 8 відбувається первинна кристалізація, а між точками 8' і 8" — перитектичне перетворення. Склад рідкого розчину Р змінюється по лінії 7С і склад твердого розчину р, — по лінії 10L. При температурі t_F кількість кристалів р, (відрізок 8С) більша, ніж це потрібно для перитектичної реакції (відрізок FC), тобто 8С > FC.

Перитектичні перетворення трапляються в подвійних сис­темах Zn — Cu, Sn — Cu та інших.