3. Діаграми стану, коли обидва компонента утворюють необмежені рідкі розчини і обмежено розчиняються в твердому пані

Переважна більшість систем сплавів утворюють такого типу аіаграми стану, і вони підрозділяються на декілька різновидів, а ■ амс: 1) системи з розшаруванням твердого розчину; 2) системи з иіімежсною розчинністю в твердому стані і утворенням евтектики; 'і системи перитектичного типу.

Система з розшаруванням твердого розчину представлена па рис. 89а.

При деяких температурах нижче лінії солідусу існує ряд без- нерсрииих твердих розчинів. Потім на діаграмі ми бачимо купо-

Рис. 89. Система розшарування твердого розчину: а) діаграма стану; б) крива охолодження сплаву “X”; схеми мікроструктур сплаву “X” до і після розшарування.

лоподібну область, обмежену кривою "акв", яка називається областю розшарування. В ній утворюються тверді розчини а' і а", які розрізняються тільки за хімічним складом, але мають однаковий тип решітки. В інтервалі охолодження сплаву V від точки 3 до точки 4 одна фаза виділяє іншу, і склад їх безперервно змінюється:

а'з-а ^Да"з--в

На рис. 896 показана крива охолодження сплаву "X”. На рис. 89в показані схеми мікроструктур, що утворюються під час кристалізації сплаву "X". До розшарування структура представляє собою сукупність зерен а - твердого розчину. Після розшарування структура при кімнатній температурі - двофазна: на фоні а'-твер- дого розчину помітні вторинні виділення а"- твердого розчину.

Системи з обмеженою розчшшістю в твердому стані і утворенням евтектики мають діаграми, подібні тій, що представлена на рис. 90а.

Спочатку розглянемо фазові перетворення в сплавах. Вище лінії ліквідує АВС існують необмежені рідкі розчини (Ь). Нижче лінії

І'ис. 90. Системи з обмеженою розчинністю в твердому стані і утворенням евтектики: а) фазова діаграма; 61 крива охолодження сплаву “X”.

ЛС' виділяється а-твердий розчин на основі компонента А; нижче пінії СВ із рідкого розчину виділяється Р-твердий розчин на основі компонента В. Лінія АяСвВ називається солідусом. Нижче цієї лінії існують тільки тверді фази. Однофазні області а- і Р-твердих розчинів обмежені відповідно лініям АяК і Вві Область, обмежена ліні- имп яК, аСв і ві, має дві фази (а+|3). Але структури двофазних сплавів складні і дуже розрізняються поміж собою в залежності від концентрації сплаву (рис. 91).

Точка "я" характеризує граничну розчинність компонента В в

А

Гм< 91. Структурна діаграма системи з обмеженою .....

розчинністю в твердому стані і утворенням ^{Л1Ш1 в} ~ ^кР^истали а...

евтектики.

, точка "«"-компонента А в В при температурі і_с. Зниження температури призводить до зменшення розчинності по лініях як і ві відповідно. Ці лінії називаються лінями граничної розчинності. Зменшення розчинності призводить до того, що нижче лінії як виділяються , кристали Рп, а нижче

На лінії аСв рідкий розчин відповідає складу точки "С" і стає насиченим одночасно по відношенню до а- і Р-твердих розчинів. В точці "С" і на всій лінії аСв відбувається рівночасна кристалізація а- і р-фаз за реакцією:

Ьс<—> а„+р_в

Механічна суміш двох фаз (а + Р) називається евтектикою, що означає з грецької "легкоплавка". Сплав, що відповідає точці "С", називається евтектичним. Це єдиний сплав в системі, в якому температура ліквідусу і солідусу однакова.

Сплави, з кількістю елемента В, меншою чи більшою, ніж в евтектичному сплаві, називаються відповідно доевтектичтши або заевтектичшіми. В таких сплавах кристалізація починається виділенням з рідкого розчину первинних кристалів а або р; при цьому, склад рідкого розчину змінюється по лініях ліквідусу (відповідно АС і ВС). На лінії аСв склад рідкого розчину відповідає евтектичному (точці "С"). В зв'язку з цим кристалізація до- і заевтектичиих сплавів закінчується також утворенням евтектики.

Лінія аСв називається евтектичною лінією, а точка С - евтектичною точкою.

Евтектика має найнижчу температуру кристалізації і розташовується навколо первинних кристалів твердого розчину-(рис. 926,в). Вона представляє собою особливу структуру, що утворюється як механічна суміш двох фаз. В залежності від ступеня переохолодження евтектична структура може мати різну будову - вона може бути пластинчастою, зернистою, голчастою тощо. На рис. 926,в по-

Рис. 92. Схеми мікроструктур доевтєктичного сплаву “X”: а) появлення кристалів а-твердого розчину; б) кінець кристалізації; в) виділення вторинної фази р_н.

качана схема мікроструктури доевтектичного сплаву, в якій зобра- і єна евтектична складова пластинчастої.

Проаналізуємо криву охолодження і процес кристалізації сплаву "Л” (рис. 90,6).

Вище точки 1 йде просте фізичне охолодження рідкого розчину (С₀.і=2-1+1=2). В точці 1 рідина стає насиченою у відношенні до кристалів а-твердого розчину, і нижче точки 1 виділяються криста- ліі а (С=2-2+1=1). Температура буде знижуватись, але на кривій в гочці 1 з'явиться перегин (швидкість охолодження зменшиться через виділення прихованої теплоти кристалізації). Склад рідкого розчину буде змінюватись по лінії ліквідує від точки 1 до точки С, а склад твердого розчину а буде змінюватись по лінії солідус від і очки Г до точки "а". При температурі точки 2 (і_с) склад рідини відповідає точці С, і кристалізація йде за евтектичною реакцією:

Ь_с ^ (Х^Т|3_В

З'являється третя фаза - р. В такому разі: С₂=2-3+1=0.