2.4.8. Діаграма стану сплавів з утворенням хімічної сполуки

Діаграму стану сплавів з хімічною сполукою утворюють компоненти, які розчиняються необмежено в рідкому стані, обме­жено — в твердому стані, а їх атоми помітно відрізняються розмірами, кристалічною будовою і властивостями. Відомо декіль­ка різновидів діаграм з утворенням хімічної сполуки. Нижче зупи­нимось на такому з них, де взаємна розчинність компонентів у твердому стані й у хімічній сполуці мала і нею можна знехтувати.

Компоненти системи: хімічні елементи умовно позначені А і В. Фази системи: рідкий розчин Р, кристали компонентів А і В та кристали хімічної сполуки А_пВ_т.

126

На рис. 2.4.10 зображено діаграму стану з утворенням стій­кої хімічної сполуки. Стійкою вважають таку сполуку, яка під час нагрівання не розкладається і плавиться при сталій темпе­ратурі. CE₁DE₂F є лінією ліквідує і ME_XNKE₂L — лінією солі­дус діаграми. На ділянці CE_t лінії ліквідує випадають криста­ли компонента А, на ділянці E_tDE₂ — кристали хімічної сполу­ки А„В_т на ділянці E₂F — кристали компонента В. На ділян­ках ME_tN і KE₂L лінії солідус відбувається відповідно два ев­тектичні перетворення:

Цю діаграму можна трактувати як дві об'єднані діаграми з утворенням евтектик. Перша з них має компоненти А та А_пВ„„ а друга — компоненти А_ПВ_п, і В. Розмежовує ці діаграми верти­кальна лінія, що впирається в гостру вершину лінії ліквідує. Ця вершина є температурою плавлення хімічної сполуки.

2.4.9. Про зв'язок властивостей сплаву з типом діаграми

Як уже зазначалося, кожен тип діаграми характеризує пев­на структура, яка зазнає відповідних змін залежно від кількіс­ного співвідношення компонентів. Відомо також, що існує зв'я­зок між структурою сплаву та його властивостями, рис. 2.4.11 ілюструє цей зв'язок для діаграм різних типів.

Тверді розчини а і р" твердіші (рис. 2.4.11, а, б) і міцніші, ніж компоненти А і В. Зі збільшенням частки другого компо­нента в однофазовому твердому розчині твердість зростає нелі­нійно. Для діаграми необмежених твердих розчинів при певній концентрації компонента В твердість сягає найбільшого зна­чення, після чого зменшується (рис. 2.4.11, о). В межах існу­вання двох фаз (а і р") на діаграмах обмежених твердих розчи­нів з евтектикою залежність властивість — склад стає лінійною (рис. 2.4.11, б).

У сплавах з утворенням хімічної сполуки (рис. 2.4.11, в) мак­симальну твердість має сполука А_лВ_т. В межах концентрацій компонент А — хімічна сполука або хімічна сполука — компо­нент В твердість спочатку зростає, а потім зменшується лінійно.

Подані залежності не можна вважати універсальними, оскіль­ки вони описують властивості сплавів переважно у рівноважно­му стані й часто не враховують таких структурних особливос­тей, як дефекти кристалічної будови, розміри й форму зерен, дисперсність фаз тощо. Водночас використання подібних залеж­ностей, навіть спрощених, істотно полегшує роботу над ство­ренням нових сплавів зі заданими властивостями й сприяє ра­ціональному застосуванню наявних.