Диаграмма с перитектическим превращением

Исходные данные: оба компонента неограниченно растворимы в жидком состоянии, ограниченно – в твердом состоянии, не образуют химических соединений и образуют механические смеси в результате перитектической реакции.

Компоненты: химические элементы А, В (К=2).

Фазы: жидкость Ж, твердые растворы  и  (Ф=3).

Примером диаграммы такого типа является диаграмма системы Ag-Pt.

Перитектическим называется такое превращение, при котором жидкая фаза взаимодействует при постоянной температуре с ранее выпавшими кристаллами твердой фазы и при этом образуется новый вид кристаллов.

На диаграмме – АВС – линия ликвидус, APDC – солидус, BD – линия перитектического превращения, а точка P – перитектическая точка.

Все сплавы левее точки B и правее D кристаллизуются в интервале между ликвидусом и солидусом аналогично кристаллизации компонентов с неограниченной растворимостью.

Для всех сплавов в пределах границ перитектической линии (между B и D) будет проходить перитектическая реакция: Ж+.

У сплавов, расположенных между P и D, в интервале между линиями ликвидус и солидус из жидкости первоначально выделяются кристаллы -раствора, сплавы имеют двухфазную структуру Ж+. Но у этих сплавов имеется избыток -фазы по сравнению с тем количеством жидкости, которое необходимо для протекания в полном объеме перитектической реакции, при охлаждении этих сплавов ниже линии перитектического превращения в их структуре кроме продуктов перитектической реакции (a) имеются также ранее выделившиеся кристаллы b-раствора. При этом, чем ближе состав к точке Р, тем меньше в нем b-кристаллов. Все сплавы, расположенные между Р и D, после охлаждения имеют структуру (a+b).

Сплав, отвечающий по концентрации точке Р, имеет такое соотношение Ж и b-фазы, при котором после перитектической реакции в структуре имеется только a-фаза, т.е. перитектическое превращение протекает в полном объеме.

У сплавов с концентрацией компонентов между точками В и Р, кристаллизация в интервале между линиями ликвидус и солидус протекает также с выделением из жидкости кристаллов b-твердого раствора. Но у этих сплавов при температуре перитектического превращения имеется избыток жидкой фазы по сравнению с тем количеством, которое необходимо для образования кристаллов a-твердого раствора концентрации, отвечающей точке Р. Поэтому перитектическое превращение заканчивается исчерпанием b-твердого раствора, а оставшаяся жидкость в интервале между линией перитектики и солидусом кристаллизуется с образованием a-твердого раствора. Т.е. все сплавы, расположенные между В и Р после охлаждения имеют однородную структуру a-твердого раствора.

Диаграмма состояния сплавов, образующих химические соединения (iу рода)

Исходные данные: оба компонента неограниченно растворимы в жидком состоянии, нерастворимы в твердом состоянии, но образуют химические соединения.

Компоненты: Химические элементы А и В (К=2).

Фазы: жидкость Ж, кристаллы компонентов А, В или химического соединения А_nB_m (Ф=3).

Химическое соединение может быть устойчивым, т.е. до расплавления сплава не разлагаться при нагреве. Соответственно неустойчивое химическое соединение при нагреве разлагается.

Примером диаграммы такого типа является диаграмма состояния сплавов системы Mg-Ca.

Химическое соединение (например А_nB_m) характеризуется определенным соотношением компонентов (n% компонента А и (m=100-n)% компонента В). На оси концентрации компонентов химическое соединение обозначает точку, из которой выходит вертикальная линия, разбивающая диаграмму на две простые диаграммы, в которых химическое соединение выступает уже в качестве самостоятельного компонента и, соответственно, образует эвтектики с компонентом А по реакции ЖА+ А_nB_m (I простая диаграмма) и с компонентом В по реакции ЖВ+ А_nB_m (П простая диаграмма).

Кристаллизация сплавов в пределах I и П простых диаграмм происходит аналогично кристаллизации сплавов, образующих эвтектику из чистых компонентов (диаграмма I рода). Поэтому после охлаждения у эвтектического сплава на I простой диаграмме структура будет состоять только из эвтектики Э(А+А_nB_m), у эвтектического сплава на П простой диаграмме – из эвтектики Э(В+А_nB_m); у доэвтектических сплавов соответственно на I и П простых диаграммах структура будет иметь вид: А+ Э(А+А_nB_m) и А_nB_m+ Э(В+А_nB_m); у заэвтектических сплавов на I простой диаграмме - А_nB_m+ Э(А+А_nB_m), и на П простой диаграмме – В+ Э(В+А_nB_m).