Діаграми стану систем з необмеженою розчинністю компонентів у рідкому стані і проміжними фазами (хімічними сполуками)
Як вже було розглянуто раніше, проміжні фази можуть мати постійний або перемінний склад. Проміжні фази постійного складу — це визначені хімічні сполуки компонентів (АВ, АВ2, А3В), для яких характерні дуже вузькі (практично відсутні) області гомогенності. Па діаграмах ці області відображаються вертикальними прямими (ординатами). Проміжні фази перемінного складу мають порівняно широкі області гомогенності. Ці фази можуть представляти собою тверді розчини на основі хімічних сполук або розчини на базі неіснуючих поліморфних модифікацій одного з компонентів, які бувають стійкими через концентраційне поліморфне перетворення
в
(А.М.Захаров). Слід зазначити, що
Рис. 97. Діаграми ставу з проміжними фазами, що конгруентно плавляться: а) при утворенні хімічної сполуки постійного складу АП)ВП; б) при утворенні проміжної у-фази перемінного складу.
будь-якому разі для проміжної фази характерна своя кристалічна решітка, що відрізняється від кристалічних решіток компонентів.Діаграми стану систем з проміжними фазами діляться на два вида: 1) діаграми з проміжними фазами, які конгруентно плавляться, тобто хімічні склади твердої і рідкої фаз співпадають; 2) діаграми з проміжними фазами, які інконгруентно плавляться, тобто хімічні склади твердої і рідкої фаз не співпадають.
На рис. 97,а,б показані дві діаграми з проміжними фазами, що конгруентно плавляться. Якщо проміжною фазою є хімічна сполука АМ1ВП постійного складу, а граничні розчини на основі компонентів А і В мають вузькі області
гомогенності, і їх можна зневажити, то сприймають, що її склад постійний і відповідає вертикальній лінії з максимумом О (дистектична точка) на кривій ліквідусу (рис. 97,а).
Для другого варіанту (діаграма рис. 97,6) характерними є порівняно широкі області обмежених а- і р-розчинів і значна розчинність компонентів В і А в хімічній сполуці АтВп, яка є основою проміжної у-фази. В результаті проміжна у-фаза має перемінний склад і утворює область гомогенності (на рис. 97,6 ця область заштрихована). Пунктиром в області гомогенності проміжної у-фази показана ордината хімічної сполуки, відповідаюча його стехіометричному складу. Сплави, розташовані в у-області лівіше цієї ординати, представляють собою тверді розчини компонента А, а сплави, розташовані правіше ординати - тверді розчини компонента В у АП,В„.
В обох випадках хімічну сполуку АП1В„ можна вважати за самостійний компонент, що ділить діаграму на дві самостійні частини, кожну з яких можна розглядати окремо.
Відмітимо лише, що проміжні фази за властивостями завжди тверді й крихкі, а на мікрошліфах виглядять по-різному (рис. 98).
б
) в)
Рис. 98. Мікроструктура включень проміжних фаз, що конгруентно плавляться: а) овальні включення; б) багатокутові включення; в) пластинчасті (або голчасті) включення.
Вони можуть мати вигляд овальних або кулькових включень (а), можуть приймати вигляд різко окреслених гранених форм (б) або кристалізуватись в пластинчасті (голчасті) форми (в).
Діаграми з проміжними фазами, що інконгруентно плавляться, показані в двох варіантах на рис. 99а,б. Під час плавлення таких фаз, окрім рідини, утворюється нова тверда фаза, склад якої відрізняється від складу похідної твердої фази. Інакше кажучи, кристалізація і плавлення таких фаз відбувається за перитектичною реакцією. В першому випадку (а): Ьрі+Р„—1*-*■ АП1ВП, а в другому (б); Ьр+Р„_!і^.ус.
Проміжна фаза, що інконгруентно плавиться, може мати постійний склад, як хімічна сполука АтВп, без розчинності компонентів на її основі або утворювати у-фазу перемінного складу.