2.4.5. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых образуют химические соединения

Диаграмма состояния сплавов представлена на рис. 2.14.

Рис. 2.14. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых образуют химические соединения

Диаграмма состояния сложная, состоит из нескольких простых диаграмм. Число компонентов и количество диаграмм зависит от того, сколько химических соединений образуют основные компоненты системы.

Число фаз и вид простых диаграмм определяются характером взаимодействия между компонентами. На рис. 2.14 по линии образования химического соединения A_mB_n диаграмма состояния сплавов делится на две диаграммы, каждая из которых имеет две эвтектики:

Эвт₁ (кр. А + кр. A_mB_n) и Эвт₂ (кр. В + кр. A_mB_n).

2.4.6. Диаграмма состояния сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии (переменная растворимость)

По внешнему виду диаграмма состояния (рис. 2.15) похожа на диаграмму состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Отличие в том, что линии предельной растворимости компонентов не перпендикулярны оси концентрации. Появляются области, в которых из однородных твердых растворов при понижении температуры выделяются вторичные фазы.

На диаграмме:

• df − линия переменной предельной растворимости компонента В в компоненте А;

• ек − линия переменной предельной растворимости компонента А в компоненте В.

Кривая охлаждения сплава I представлена на рис. 2.15б.

Процесс кристаллизации сплава I: до точки 1 охлаждается сплав в жидком состоянии. При температуре, соответствующей точке 1, начинают образовываться центры кристаллизации твердого раствора α. На участке 1-2 идет процесс кристаллизации, протекающий при понижающейся температуре. При достижении температуры соответствующей точке 2, сплав затвердевает, при дальнейшем понижении температуры охлаждается сплав в твердом состоянии, состоящий из однородных кристаллов твердого раствора α. При достижении температуры, соответствующей точке 3, твердый раствор α оказывается насыщенным компонентом В, при более низких температурах растворимость второго компонента уменьшается, поэтому из α-раствора начинает выделяться избыточный компонент в виде кристаллов β_II. За точкой 3 сплав состоит из двух фаз: кристаллов твердого раствора α и вторичных кристаллов твердого раствора β_II.

Рис. 2.15. Диаграмма состояния сплавов, испытывающих фазовые превращения

в твердом состоянии (а), и кривая охлаждения сплава (б)

2.4.7. Диаграмма состояния сплавов с полиморфным превращением одного из компонентов

Большой практический интерес представляют сплавы, у которых один из компонентов или оба имеют полиморфные превращения. В этих сплавах в результате термической обработки можно получать метастабильные состояния структуры с новыми свойствами.

Диаграмма состояния сплавов с полиморфным превращением одного из компонентов представлена на рис. 2.16. Сплав I после полного за­твердевания при температуре точки 2 в твердом состоянии в интервале темпе­ратур точек 3 и 4 изменяет кристалли­ческую структуру. Это вызвано поли­морфизмом компонента А, который до температуры точки А₁ имеет тип кри­сталлической решетки А_, а при тем­пературе более высокой — А_. Причем кристаллическая решетка А_ такая же, как у компонента В, в результате чего между ними образуется непрерывный ряд твердых растворов.

Рис. 2.16. Диаграмма состояния сплавов с полиморфным превращением одного из компонентов

В сплавах, составы которых лежат между точками х_а и x_b, превращение   а при охлаждении не заканчивается, и сплав остается двухфазным ( + ). Сплавы, составы которых лежат правее точки x_b, в твердом состоянии превращений не имеют, структура у них однофазная  − твёрдый раствор.