Діаграма стану, коли обидва компонента утворюють необмежені розчини як в рідкому так і в твердому станах
Гне 87. Двокомпонентна система з необмеженою розчинністю як в рідкому, так і в твердому стані: а) діаграма; б) крива охолодження сплаву “X”; в) схеми мікроструктур.
Такий тип діаграми відповідає системам: Си-№; Си-Рі; А§-Аи; Мо-\¥.
Діаграма, зображена на рис. 87а, має три області фазового стану: 1) рідкий розчин; 2) рідкий розчин + твердий розчин; 3) твердий розчин. Ці області розділяються двома кривими лініями діаграм. Верхня лінія називається ліквідусом, а нижня - солідусом (по-латині Ііриісі - рідкий, а воіісі - твердий). Верхня лінія означає кінець розплавленая при нагріві або початок твердіння при охолодженні; нижня - відповідно початок плавлення або кінець твердіння. Двофазна область (Ь+а) знаходиться між цими лініями. Розглянемо перетворення під час охолодження сплаву "А". Для цього спочатку на діаграмі проводимо вертикаль, яка проходить через точку на осі концентрацій, відповідаючу його хімічному складу. Позначаємо точки перетину вертикалі з лініями діаграми і підраховуємо число ступенів свободи за формулою С=К-Ф+1. Від точки 0 до точки 1 Со-і=2-1+1=2. Йде просте фізичне охолодження рідкого розчину без фазових перетворень. На кривій охолодження (рис. 876) це відповідає похилій лінії 0-1. При температурі точки 1 починається процес кристалізації, і на кривій охолодження відзначається перегин (критична точка), пов'язаний із зменшенням швидкості охолодження внаслідок виділення прихованої теплоти кристалізації. Починаючи з точки 1, з рідкого розчину виділяються кристали а - твердого розчину. Число ступенів свободи: С=2-2+1=1. Це означає, що кристалізація йде при зниженні температури, але швидкість охолодження зменшується. Нахил лінії 1-2 збільшується порівняно з лінією 0-1. При температурах, нижчих точки 2, існує тільки а-твердий розчин (Сг-з=2-1 -ь 1 = 2). Швидкість охолодження збільшується, тому що немає фазових перетворень. На рис. 87в показані схеми мікроструктур, які утворюються при кристалізації чистих компонентів і твердих розчинів. Під час кристалізації а - твердих розчинів спочатку з'являються кристали дендритної форми, потім вони ростуть, і, стикаючись поміж собою, утворюють однофазну зерепну структуру.
В області двофазного стану, користуючись правилом відрізків, можна визначити кількість кожної фази окремо. Для прикладу відмітимо на діаграмі (рис. 88) фігуративиу точку "К" і проведемо через неї коноду. За правилом відрізків:
<2ию=^>0% ; <2а(к) = ~т%-
Використовуючи точки перетину комоди з лініями ліквідує і солі- дус, визначаємо також хімічний склад фаз (а і Ь), які знаходяться в рівновазі в точці "К". Так, склад рідкого розчину відповідає точці "я" перетину коноди з лінією ліквідує. Для визначення складу точку "я" проектують на вісь концентрацій (я'). Склад міердого розчину характеризується точкою "в", спроектованою на нісь концетрацій (в').
В
5
Рис. 88. Визначення кількості фаз за правилом відрізків і складу фаз на діаграмі АВ.
іоохв
процесі кристалізації склад рідкого і твердого розчинів іміїноється. Так, при температурі точки 1 склад перших кристаліків я фази визначається точкою Г лінії солідус. Поступово склад крис- шлів змінюється від точки Г до точки 2. Склад рідкого розчину відповідно змінюється від точки 1 до точки 2'.В реальних умовах прискореного охолодження сплавів відбувається нерівноважпа кристалізація. Її суть полягає в тому, що склад кристалів твердого розчину не встигає вирівнюватись, і вони мають в процесі росту нерівномірний склад, характеризуємий середньою концентрацією, що відрізняється від рівноважної. І Іроцсси нерівноважної кристалізації розглядаються в главі 9.