Диаграмма состояния сплавов, испытывающих полиморфные превращения
Исходные данные: компоненты неограниченно растворимы в жидком состоянии, в твердом состоянии могут образовывать механические смеси, в результате эвтектического или перитектического состояния, а также могут образовывать непрерывные твердые растворы, при этом хотя бы один из компонентов обладает полиморфизмом.
Компоненты: химические элементы А и В (К=2).
Фазы: жидкость Ж, твердые растворы a, b (Ф=3).
При полиморфном превращении в сплавах происходит перекристаллизация существующих твердых фаз, которая подчиняется тем же закономерностям, что и кристаллизация из жидкого состояния.
Если в сплавах
хотя бы один компонент обладает
полиморфизмом, то и сплавы этих компонентов
претерпевают полиморфные превращения
в твердом состоянии. В этом случае
диаграммы состояния становятся
многоярусными, причем верхний ярус
диаграммы характеризует первичную
кристаллизацию из жидкого состояния,
а нижняя часть – вторичную, т.е. выделение
кристаллов новой твердой фазы из твердой
первичной фазы, например кристаллов
a-твердого
раствора из первичного b-твердого
раствора с другой кристаллической
решеткой.
Всевозможных вариантов таких диаграмм может быть очень много.
При превращении в твердом состоянии может протекать реакция, аналогичная эвтектической, т е одна фаза распадается с образованием двух новых фаз Э(a+b). Такое превращение, аналогичное эвтектическому, но происходящее в твердом состоянии, называется эвтектоидным, а полученная механическая смесь – эвтектоидом. Сплав состава точки С называется эвтектоидным. Сплавы слева от С – доэвтектоидные, справа от С – заэвтектоидными.
Связь между свойствами сплавов и типом диаграмм состояния
Между типом диаграмм состояния и свойствами сплавов существует определенная взаимосвязь, которую впервые установил Н.С.Курнаков:
У сплавов,
кристаллизующихся с образованием
эвтектики во всем диапазоне концентраций
(Диаграммы I
рода), свойства изменяются по линейному
закону в интервале между свойствами
чистых компонентов.
У сплавов, кристаллизующихся с образованием непрерывных твердых растворов (диаграммы П рода), свойства изменяются по кривой с максимумом (минимумом), значительно отличающимся от свойств компонентов. Этот максимум приходится на соотношение компонентов 50:50.
При образовании ограниченных твердых растворов (диаграммы Ш рода) свойства сплавов в области однофазных твердых растворов изменяются по криволинейному закону, а в двухфазной области – по прямолинейному закону, причем крайними точками на прямой являются свойства чистых фаз.
Если при кристаллизации сплавов образуется химическое соединение (диаграммы IУ рода), то свойства сплава при концентрации компонентов, соответствующей образованию этого химического соединения, достигают максимума (или минимума) на кривой изменение свойств с соответствующим переломом самой кривой. Точка перелома кривой, соответствующая составу химического соединения, называется сингулярной точкой.