1-тақырып. Металдар жөніндегі жалпы мәліметтер
Металдық жылтыры бар өзіне тән иілімділік, жылу өткізгіштік және жоғарғы электр өткізгіштік қасиетке ие заттарды металдар деп атаймыз. Жоғарыда келтірілген қасиеттерге тек ғана таза металдар емес , сондай-ақ металл емес күрделі заттардан тұратын қосындылар, карбидтер,оксидтер және де металл қорытпалары деп аталатын, бір екі металдардан тұратын металдар қатарына жатқызылатын біртекті жүйелер де ие бола алады. Әлемдік тәжірибеде металдарды үлкен екі топқа бөліп қарайды, яғыни қара металдар және түсті металдар. Қара металдарға темір және оның қорытпалары шойындар, болаттар, ферроқорытпалар, ал түсті металдарға қалған металдар жатқызылады (Сu, А1, Мg, РЬ, Sn, TJ, Сг, NJ, Мо, Со и т.д.). Түсті металдардың ішінен көп тарағаны ол алюминий болып табылады. Қоршаған орта жағдайына байланысты (температур және қысым) металдар мен қорытпалар әртүрлі агрегаттық жағдайда блуы мүмкін (қатты, сұйық, газ тәрізді және плазмалық), олар бір-бірінен зат бөлшектерінің орналасу заңдылықтарына, бөлшектердің қозғалу сипатына және табиғи күш мәндеріне байланысты ерекшеленеді.
Металдар қатты агрегаттық жағдайда атом заттары заңды кеңістікте орналаса кристалдақ құрылымдарға ие, ал атом заттары заңды кеңістікте орналасса,олардың микро бөлшектері хаотикалық немесе аморфты түрде орналасады.(мысалы, металл шынылыры.) Қатты металдарда микро бөлшектердің мұндай тәртіппен орналасуы олардың кинетикалық энергиясын біршама жоғарылатады. Микробөлшектердің негізгі қозғалыс түрлері (атомодар, иондар) заттардың қарапайым табиғи жағдайында тербелмелі жылу қозғалысын тудырады.
Көбнесе металдың кристалдық құрылымдары қарапайым кристалл ұяшықтарынан тұратын кеңістікте кристалл атом торларын түзуімен сипатталады.
1.1-суретте материалдың кристалл торларының кеңістіктегі және жазықтықтағы орналасуы көрсетілген. Тор түйіндерінде атомдар орналасқан (иондар), олардың арасындағы байланыс сызықтармен көрсетілген. Төменде негізгі кристаллография туралы түсінік сипатталады.
1. Кристалдану теориясы. Металдардың сұйық күйден қатты күйге өту процесі кристалдану процесі деп аталады Д. К. Чернов кристалдану процесін екі кезеңге бөледі: 1) кристалдану орталығының пайда болуы; 2)кристалдану орталығынан кристалдардың жан-жаққа тарауы.
Табиғатта өздігінен жүретін барлық процестер системаның бос энергиясының кему жағына қарай жүреді. Өйткені бос энергия қоры аз болғандықтан, системаның жаңа күйі тұрақты деп есептеледі. Сұйық күйден қатты күйге өткенде металдың бос энергиясы кемиді.
а
Сурет 1.1 Металл кристалл торлары атомдарының өзара ретпен орналасу схемасы.а-жазықтықтағы көрніс, б-кеңістіктегі көрніс.
Кристалдану процесінің теория жүзінде анықталған температурасы мен нақты температурасының айырмасы (Тs — Тn) металдың суыну дәрежесі деп атайды. Кристалдың таралуының сызықтық жылдамдығы мен кристалдану орталығының саны металдың суыну дәрежесіне байланысты болады. Әдетте қалыптың ішкі беті мен металл емес қоспалар металл орталығының кристалдануына мүмкіндік береді.
2. Кристалдық түзілістердің формасы.Жоғарыда металдар белгілі геометриялық формасы бар кристалдық торлар жиынтығынан тұратындығын көрдік. Егер металдар дұрыс формалы кристалдық торлардан тұрса, олардың сынығынан дұрыс формалы кристалдарды көрер едік. Шынында, металл сынығында дұрыс формалы кристалдық торлар орнына кез келген формалы металл түйірлерін — кристаллиттерді — көреміз. Кристаллиттер дегеніміз—бұрыс формалы кристалдар. Кристалдану процесінде кристалдану орталығы бір жерде емес, балқыған металдың көп жерінде пайда болады. Кристалдану орталықтарынан кристалдар таралып, бір-біріне тірелген кезде сығылып, формасы өзгереді.
Кристалл формасы тарамдалған ағаш бүтақтары сияқты болып келуі де мүмкін. Мұндай кристалдар дендрит деп аталады. Дендрит («дендрон»)—«ағаш» деген грек сөзінен шыққан.
Сурет.1.2. Әртүрлі металдардың ұяшықтарының қарапайым түрлері.
а-көлемге центрленген куб, б-қабырғаға центрленген куб, в-гексагональды тығыз жинақталған куб.
Кристалдардың қарапыйым ұяшықтары– бұл металл атомдары құрлысын айқындайтын кристалдың аз мөлшердегі көлемі, яғыни олардың кезекпен жылжу бағыты толық кристалдар торын құрумен сипатталады.
Әртүрлі металдар атомдарының кристалдық ұяшықтыры олардың атомдарының орналасуына байланысты әр түрлі болады.
Кейбір металдардың кристалдық құрылымының өзгеруіне байланысты олардың атомдарында кристалдық тор түріндегі өзгерісі пайда болады және олар аллотропты немесе полиморфты өзгеру деп аталады.
3. Металдар аллотропиясы. Әдетте кейбір металдарға (Fе, Sп т. б) қатты күйінде әр түрлі температура аралықтарында түрлі кристалдық торлар тән. Бір ғана металдық бірнеше түрлі кристалдық торға ие болуы полиморфизм немесе аллотропия деп аталады. Суыну процесінде температура белгілі өту температурасына жеткеннен кейін металл өзінің бір модификациясынан екіншісіне өтеді.
Темір, қалайы, марганец, кобальт, титан сияқты элементтердің кристалдық торларының өзгеруі (түрі, периоды) қатаю температурасынан төмен температураға дейін суытылғаннан кейін жүреді. Аллотропиялық түр өзгеріс қатты күйде жүретіндіктен, оны металдың екінші рет кристалдануы деп атайды. Элементтердің түр өзгерістері гректің ɑ, β, γ, δ, сияқты әріптерімен белгіленеді.
Темір элементінің аллотропиялық түр өзгерістерін қарастырып көрелік (1.2-сурет). Темір өзінің балқу температурасынан (1539ºС) төмен, 2,9 А-ға тең көлемге центрленген куб торынантұрады (δ —Fе). 1410ºС температурадан төмен дельта-темір (δ — Fе) параметрі 3,63Аº қабырғаға центрленген куб тарлы гамма-темірге (γ — Fе) өзгереді. 910ºС температурада гамма-темір (γ — Fе) параметрі 2,86Аº көлемге центрленген куб торлы бэта-темірге (β — Fе) өзгереді.Ал 910º температурадан 768ºС-қа дейін темірдің құрылысында болатын өзгеріс байқалмайды.Бірақ 768ºС температурада бэта-темірдің (β — Fе) периоды шамалы өзгеріп, параметрі 2,88 Аº-ға тең альфа-темірге (ɑ — Fе) айналады. ɑ — Fе-дің магниттік қасиеті жоқ модификациясынβ — Fе дейміз. Металда магниттік қасиет тудыратын температураны Кюри нүктесі деп атайды. Темір үшін Кюри нүктесі 768ºС-қа тең. Металдың магниттік касиеттерінің өзгерісінің аллотропиялық өзгерістен айырмасы мынадай:
а)кристалдық тордық түрі (типі) өзгермейді;
б)гистерезис құбылысы байқалмайды;
в)өзгеріс секірмелі түрде емес, бір қалыпты жүреді;
г)металдық кейбір механикалық қасиеттері өзгермейді.
Металдардың аллотропиялық өзгерістері кристалдық тордың, ал магниттік өзгерісі атом электрондары күйініңөзгерісінебайланысты.
1.3-сурет.Темірдің алотропиялық түр өзгерістері.
?
2-тақырып. Қорытпалардың теориясы
Халық шаруашылығының, түрлі салаларында таза металдарға қарағанда қорытпалар жиі қолданылады. Қорытпа деп металдар немесе металл мен металлоидтардың әрекеттесуінен пайда болған, құрамы күрделі қосылыстарды айтады. Құрамындағы элементтерінің санына байланысты қорытпа екі, үш және одан да көп компонентті болуы мүмкін. Түрлі металдардың қорытпа түзгіштік қасиеттері әр түрлі. Қорытпалардың, таза металдарға қарағанда, мынадай артықшылықтары бар:
а) механикалық қаттылығы, серпімділігі, тұтқырлық коэффициенті, беріктік шегі т. б. жоғарылығы;
б) технологиялық қасиеттерінің (құю, қысым және жылу арқылы өңдеу т. б.) жоғарылығы;
в)таза металдарда кездеспейтін ерекше қасиеттерініңболуы;
г) қорытпалардың физика-химиялық қасиеттерін қалауымызша өзгертуімізге болатындығы.
Қорытпалар сұйық күйінде біртекті, бір фазалы болады, ал сұйық күйден қатты күйге өткенде олардың фаза саны өзгереді.
Кейде металдар сұйық күйінде бірі екіншісінде ерімейді. Мысалы, қорғасын мен темір, қорғасын мен мыс т. б. элементтердің қоспалары. Мұндай металдар сұйық күйінде бірі екіншісінде араласпай, меншікті салмағына байланысты қабат түзеді. Көптеген металдардың қоспаларының сұйық күйінде бірі екіншісінде ерігіштігі шекті болып келеді. Егер бір металдың қоспадағы концентрациясы сол металдың екінші металдағы ерігіштік шегінен асып кетсе, онда қоспа екі қабатқа (бөлікке) бөлінеді. Ерігіштігі шекті металдардың кристалдық торларының параметрлері мен балқу температураларының айырмашылығы әдетте көп болып келеді.
Құйма қатайған кезде оның құрамындағы компоненттері бір-бірімен әрекеттесіп, екі немесе бірнеше фазадан тұратынқатты ертінді, химиялық қосылыс және механикалық қоспа түзеді.
Қатты ертінділер. Көптеген металл қоспалары сұйық күйінде бірі екіншісінде еріп, сұйық ертінді түзеді. Металдар бірі екіншісінде тек сұйық күйінде ғана емес, қатты күйінде де еріп, қатты ертінді түзеді. Қатты ертіндіде қорытпа компоненттерінің бірі өзінің кристалдық торын сақтайды, ал екіншісінің кристалдық торы бұзылады. Бірінші компонент — еріткіш, екіншісі — ерігіш, ал пайда болған қорытпа қатты ертінді деп аталады. Егер қорытпа компоненттерінің кристалдық торлары бір типтес және олар бірі екіншісінде шексіз еритін болса, онда қорытпа құрамында мөлшері 50%-тен артық болатын компонент ерігіш деп аталады. Бірі екіншісінде шексіз еритін компоненттердің кристалдық торлары типтес болады және шексіз қатты ертінді олардың параметрлерінің арасындағы айырмашылық 8%-тен аспаған жағдайда түзіледі. Қорытпадағы металл атомдарының кристалдық тордағы орналасуына байланысты қатты ертінділер алмасушы, енуші, шегеруші ертінділері болып негізгі үш түрге бөлінеді. Шегеруші қатты ертіндісі сирек кездесетін болғандықтан оны қарастырмаймыз. Алмасушы қатты ертіндісінде, ерігіш элементтің атомдары еріткіш элементтің кристалдық торындағы атомдардың орнын басады. Мұндай қатты ертінділер компоненттері бірі екіншісінде шекті және шексіз еруі мүмкін.
Енуші қатты ертіндісІнде ерігіш элементтін. атомдары ерІт-кіш элементтің атомдарының кристалдық торының ІшІне орна-ласады, яғни ішіне енеді.
Егер корытпа компоненттерініңкристалдық торларының параметр- леріндегі айырмашылық 8%-тен аспаса, компоненттерінің бірінің екіншісінде ерігіштігі шексіз болады, яғни алмасушы қатты ертінді, ал айырмашылық 8—15% болса, онда компоненттерінің бірінің екіншісіндегі ерігіштігі шекті, яғни енуші қатты ертінді түзіледі; 15%-тен асып кетсе, қатты ерітінді түзілмейді.
Химиялық қосылыс. Кристалдық торларының түрлері бірі-біріне ұқсамайтын және торларының параметрлерінің айырмашылығы үлкен элементтер химиялық қосылыс түзеді. Бұлқосылыстар қорытпа компоненттерінің қатынасы белгілі мөлшерге жеткенде түзіледі. Әдетте, мұндай қосылысты Д. И. Менделеевтің периодтық системасындағы бір-бірінен алшақ жатқан элементтер немесе кристалдық торлары мен тор параметрі әр түрлі, бірі-біріне жақын жатқан элементтер түзеді. Көбінесе химиялық қосылысты металдар мен металлоидтар түзеді. Мысалы, карбидтер — металл мен көміртегінің химиялық қосылыстары (темір, хром карбидтері), нитридтер — азот пен металдардың химиялық қосылыстары (темір, алюминий нитридтері т. б.).
Әдетте химиялыққосылыстың физика-химиялық қасиеттері оларды құраушы компоненттердің физика-химиялық қасиеттерінен тіпті өзгеше болып келеді (қаттылығы, марттығы, электркедергісі жоғары болады. Себебі химиялық қосылыс нәтижесінде күрделі жаңа кристалдық тор түзіледі.
Механикалық қоспа. Егер қорытпаның компоненттері балқыған күйде бірі екіншісінде шексіз еріп, қатты күйде өз араерімесе, онда корытпа қатайғанда механикалыққоспа (эвтектика) құрайды. Механикалық қоспада компоненттер өз кристалдық торларын өзгертпей сақтайды. Механикалық қоспа тазакомпоненттерден, қатты ертінділерден, химиялық қосылыстардан т. б. тұруы мүмкін. Егер қорытпа компоненттерінің кристал-дық торларының параметрлеріндегі айырмашылық 15%-тенасып кетсе, онда мұндай қорытпа қатайғанда механикалық коспа құрайды.
Қорытпалар жағдайының диаграммалары
Қорытпа құраушылары мен олардың концентрациясының температураға байланысты өзгерістерін күй диаграммасы сипаттайды.
Күй диаграммасының ордината осіне қорытпалардың температурасы, абсцисса осіне концентрациясы салынады. Абсцисса осінің әрбір нүктесіне белгілі концентрациялы қорытпа сәйкес келеді, алшеткі нүктелері 100%-тік қорытпа компоненттерінанықтайды. Диаграмманын кез келген нүктесі белгілі бір температурадағы белгілі концентрациялы қорытпа күйін сипаттайды. Абсцисса осіне перпендикуляр түзудің бойында жатқан нүктелер белгіліконцентрациялы қорытпалардың температураға байланысты күйін, ал ордината осіне перпендикуляр сызықтың бойында жатқан нүктелер тұрақты температурадағы әр түрлі концентрациялы қорытпалар күйін сипаттайды. Күй диаграммаларының түрі қорытпа құраушыларыныңөз ара әрекеттесуіне,температурасы мен концентрациясына байланысты әр түрлі болып келеді. Қорытпалар олардың құрамындағы құраушы элементтер санына байланысты екі-үш және онан да көпқұраушыдан тұрады. Қос құраушыдантұратынқорытпалар диаграммасы жазықтықта, ал үш құраушыдан тұратын қорытпалар диаграммасы кеңістікте жатады. Қос құраушыдан тұратын қорытпаның күй диаграммасын сызу үшін, осы құраушылардың концентрациясы әр түрлі болыпкелгенқорытпаларының термиялықанализін, яғнитемпература менуақыт арасындағыбайланысты (суыну графигін) сызады (14-сурет). Суыну графигін сызу үшін балқыған қорытпағатемператураға градуирленген гальванометрмен жалғасқан термопарасалып, қорытпа температурасынынуақытқа байланыстыөзгерісін бақылаймыз. Енді ордината осіне температураны (Т), абсцисса осіне уақытты (τ) салып, сол екі параметр арасындағы байланысты график бойынша кескіндесек, қорытпаның суыну графигін аламыз.
Егер қорытпа таза металл болса, онда суыну графигінде де аb, bс, сd түзу сызықты үш участок болады (14, а-сурет), қоспа болса, онда оны аb, bс, сd түзу қисық сызықты участоктар кескіндейді (14, б-сурет), ал аморфты дене болса, ол дененің бір күйден екінші күйге өту процесі бір қалыпты жүреді (14, в-сурет).
Таза металдың суыну графигінде а аb түзуі бойынша металл температурасы бір қалыпты төмендеп, b нүктесіне келгенде температура ∆τ уақыт өзгермей тұрып қалады. Графиктін bс участогын температура аялдамасы деп, ал b нүктесіне сәйкес температураны заттың кризистік температурасы деп атайды. bс участогында металдың кристалдану процесі басталып, жасырын балқу жылуы бөлінеді. Сондықтан металдың барлық массасы сол участокта сұйық күйден қатты күйге өтіп болғанша температура төмендемейді, металдың сыртқы ортаға берген жылуы жасырын жылумен толығып отырады.
с нүктесінде кристалдану процесі аяқталып, металдық температурасы сd түзуі бойынша бір қалыпты төмендейді.
Қорытпалардың кристалдану процесі таза металдар сияқты тұрақты температурада емес, белгілі температура аралығында жүреді (bс участогы, 14, б-сурет). Графиктегі сd түзуі эвтектиканың кристалдануын сипаттайды. Металдар мен қорытпалардың кристалдану процестері мен аллотропиялық түр өзгерістеріне сәйкес температураларды олардың кризистік нүктелсрі деп атайды. Әр түрлі концентрациялы қорытпалардың суыну графиктеріндегі кристалдану процесінің басталу температурасы мен аяқталу температурасын температура (Т) — концентрация (с) графигіне көшірсек, күй диаграммасын аламыз. Күй диаграммасын металдарды зерттеудің термиялық анализінен басқа олардың микроструктуралық, рентгеноструктуралық және физикалық қасиеттерін зерттеу әдістерімен де салуға болады.
Күй диаграммасының теориялық және практикалық маңызы зор. Өйткені бұл диаграмма бойынша көптеген практикалық мәселелерді тез және тәжірибе жасамай-ақ шешуге болады. Мысалы, кез келген көміртекті темір қоспаларының (болат, шойын) әр түрлі қасиеттерін анықтауға болады.
Фазалар ережесі
Гиббстық фазалар ережесі күй диаграммасының дұрыстығы мен заттардың кристалдану процесін түсіндіреді.
Фазалар ережесін бастаудан бұрын металл тану ғылымында қолданылатын бірнеше терминдерге анықтама берейік. Белгілі бір температура, қысым жағдайында белгілі бір көлемге ие болатын қатты, сұйық газ күйіндегі заттар (фазалар) жиынтығын система деп атайды. Ал система қарапайым және күрделі, біртекті (гамогенді) және әр текті (гетерогенді) болып екіге бөлінеді. Системаны құрайтын элементтер немесе тәуелсіз химиялық қосылыстар құраушылар деп аталады. Әр текті системаның белгілі шекарамен шектелген біртекті бөлігін фаза деп атайды. 273ºК (0ºС) температура кезінде, белгілі бір атмосфералық қысымда беті жабық ыдыстың ішінде мұз кесектері мен су бар делік. Ыдыстың беті жабық болғандықтан су деңгейінің жоғары жағында су буы да болады. Система әр текті (гетерогенді) үш фазалы, күрделі система болсын. Система фазалары: су — сұйық фаза, мұз — қатты фаза және су буы — газ тәрізді фаза. Фазалар ережесі тепе-тендік күйіндегі системаның құраушылары мен фазаларының арасындағы заңдылықтарды анықтайды. Системаның тепе-теңдік шарттары температура, қысым, көлем параметрлерімен анықталады. Әдетте қорытпа қалыпты жағдайда зерттелетіндіктен, қысым атмосфералық қысымға тең болады.
Системаның фаза санын өзгертпей, күйін өзгерте алатын ішкі және сыртқы себептер (температура, концентрация, қысым) санын системаның варианттылығы немесе еркіндік дәрежесінің саны деп атайды.
Фазалар ережесі системаның тепе-теңдік күйінің математикалық өрнегін береді. Ол мынау:
С = К – Ф + 1
мұндағы: С — еркіндік дәрежесінің саны,
К — құраушылар саны,
Ф — фаза саны.
Еркіндік дәрежесі (С) құраушылар саныменфаза санының айырмасына 1-ді қосқанға тең.
І типті күй диаграммасы
Күй диаграммасының бұл түріне құраушылары балқыған кезде бірі екіншісінде шексіз еріп, қатайғанда механикалық қоспа құрайтын қорытпалар жатады. І-тип диаграммасы бойынша Pb — Sb, Аl — Si, Рb —Аg системалары кристалданады. Рb — системасына жататын қорытпалардың күй диаграммасын қарастырайық (4.1-сурет).
Қорғасынның балқу температурасы 600ºК (327ºС), ал сурьманыкі — 904ºК (631ºС). Сурьманың қоспадағы мөлшері біртіндеп өсе береді де, қорғасынның мәлшері азая береді. Қоспалардағы екі құраушының мөлшерлерінің қосындысы 100%-ке тек. Осы қоспалардың барлығын балқу температурасына дейін қыздырып, баяу жылдамдықпен суытамыз, әрбір қоспа үшін жеке-жеке суыну графиктерін (tº = f (τ)) сызамыз.
Қорғасын мен сурьманың суынуын көрсететін графиктерде олардың қатаю температурасына сәйкес температура аялдамалары көрсетілген. Таза элементтердің суыну процесі тұрақты томпературада жүреді. Құймалардың суыну графиктерінде олардың кристалдану басталуы мен аяқталуы кезіндегі температурасын көрсететін қисық сызықты және түзу сызықты участоктар болады. Құймалардың кристалдану басталатын кездегі температурасы әр түрлі де аяқталатын кездегі температурасы бірдей (536º К, яғни 243ºС) болады.
Егер суретте көрсетілгендей етіп құймалардың кристалдану процестерінің басталу және аяқталу кезіндегі температураларын температура-концентрация (Т — С) графигіне көшірсек, Рb — Sb системасының күй диаграммасы шығады. Күй диаграммасының АС және СВ сызықтарынан жоғары жатқан кез келген нүктеге сәйкес құймалардың барлығы да бір фазалы сұйық күйде болады. АСВ сызығы ликвидус (сұйық) сызығыдеп аталады. Ликвидус сызығы қоспалардың суыну графиктеріндегі бастапқы кристалдану температураларына сәйкес нүктелердің геометриялық орны болып табылады. DСЕ түзуін солидус(қатты) сызығы деп атайды. Солидус сызығы қорытпалардың кристалдандыру процесінің соңғы температураларына сәйкес нүктелердің геометриялық орны болып табылады. Бұл сызықтан төмен жатқан, кез келген құрамды қорытпалар қатты күйде болады.
Солидус және ликвидус сызықтарымен шектелген участокта қорытпалар сұйық және қатты фазадан құралады. АС сызығы бойынша құрамында сурьманың мөлшері 13%-тен кем қорытпалардан кристалл күйінде қорғасын түйіршіктері, ал СВ сызығы бойынша құрамында сурьманың мөлшері 13%-тен артық қорытпалардан таза сурьма кристалдары бөлінеді. С нүктесінде (13% Sb, 87% Рb) 243ºС температурада қорытпадан қорғасын мен сурьма кристалдары бірдей бөлініп, механикалық қоспа — эвтектика түзіледі. С нүктесіне сәйкес қорытпаны эвтектикалық қорытпа деп атайды. Эвтектикалық қорытпаның балқу температурасы басқа қорытпалардың балку температураларына қарағанда төмен болады. Құрамы диаграмманыңС нүктесініңсол жағында жатқан нүктелерге сәйкес қорытпалар эвтектикаға дейінгі, ал оң жағында жатқан нүктелерге сәйкес қорытпалар эвтектикадан кейінгі қорытпалар делінеді.
Pb – Sb системасының әр түрліграциялы эвтектикаға дейінгі, эвтектикалық, эвтектикадан кейінгіқорытпаларының процесін қарастырайық.
I қорытпаның құрамында 95% Рb, 5% Sb, II қорытпаның құрамында 87% Рb, 13% Sb, III қорытпаның құрамында 75% Рb, 25% Sb болсын дейік. ДиаграмманыңАСВ сызығынан (ликвидус) жоғары жатқан кез келген нүктесіне сәйкес қорытпалар сұйық күйде болатындығы мәлім.
І қорытпа (эвтектикаға дейінгі) вертикаль сызық бойынша суынып, ликвидус сызығына жеткенде нүкте (сұйық) қорытпадан таза қорғасынның кристалдары бөлінеді. Диаграмманың 1—2 участогында система қатты (Рb) және сұйық фазадан тұрады. Қорытпаның температурасы 1 нүктесінен 2 нүктесіне дейін төмендегенде системаның құрамындағы қатты фазаның мөлшері артып, сұйық фазаның мөлшері кеми береді. Нәтижеде қорытпаның құрамындағы қорғасынның концентрациясы АС бойынша төмендеп, С нүктесінде эвтектикалық қоспаның концентрациясына сәйкес келеді. Қорытпаның температурасы 2 нүктесіне жеткенде эвтектикалық қорытпа (Рb + Sb) түзіліп, система толық қатты түйге көшеді. 2—3 участогында қорытпаның температурасы қалыпты температураға дейін төмендейді, ал структурасы қатты фаза (Рb) мен эвтектикадан (Рb + Sb) тұрады. Құрамында 13% Sb, 87% Рb бар эвтектикалық қорытпаның температурасы 243ºС-қа жеткенде бірден сұйық күйден қатты күйге айналады. С нүктесінде сұйық күйдегі қорытпадан қорғасын және сурьма кристалдары бөлініп, эвтектикалық қорытпа түзіледі. Ал эвтектикалық қорытпа қорғасын мен сурьма кристалдарының механикалық қоспасынан құралған.
III қорытпа 1'нүктесінен төмен суынғанда қорытпада сурьма кристалдары бөлінеді. Бұл процесс 2' нүктесіне дейін жүреді. 1'—2' участогында қорытпадан сурьма кристалдары бөлінетіндіктен қорытпадағы сурьманың концентрациясы ВС сызығы бойынша төмендей береді. Бұл участоктатемператураның төмендеуіне байланысты қорытпаның құрамындағы қатты құраушысы артып, сұйық күндегі құраушысы азая бсреді. Бұл аралықта қорытпа қатты (Sb) және сүйық фазадан тұрады.
Қорытпаның температусы 2' нүктесіне жеткенде Sb кристалдарымен қатар эвтектикалық қоспа түзіледі. Бұл нүктеде система толық қатты күйге көшеді. 2'—3' участогы қорытпаның одан ары суыыуын сипаттайды. Бұл аралықта система Sb кристалдары мен эвтектикалық қоспадан тұрады (Sb + эвт.).
Қарастырылғанүш қорытпадағы эвтектикалық қоспаның құрамындағы Рb мен Sb элементтерінің концентрациясы бірдей болады.
Иіндер ережесі. Иіндер ережесі екі фазалы система фазаларының арасындағы қатынасты анықтайды.
Мысал үшін Сu — Nі системасының күй диаграммасын қарастырайык (4.2-сурет). Құрамында 50% Ni бар қорытпаны суытайық. Қорытпаның температурасы О нүктесіне жеткенде, осы нүктеге қатысты алғанда абсцисса осіне параллель түзудің ликвидус және солидус сызықтары мен қиылысқан нүктелерін т, п әріптерімен белгілейік. Иіндер ережесі бойынша (процент есебімен):
,
яғни қорытпа фазаларының қатынасы сәйкес иіндерінің кері қатынасына тең болады.
Мұндағы:
Q — қорытпаның жалпы мөлшері;
Qс — қорытпанық сұйық бөлігінің (фаза) мөлшері;
Qк — қорытпаның қатты күйдегі мөлшері.
Жоғарыда айтылғандардан мынадай теңдік жазуымызға болады: Q=Qc+Qк бұл теңдік өзінен-өзі түсінікті.
Қорытпаның температурасы төмендеген сайын т нүктесі (сұйық фазаның құрамының өзгеруін көрсетеді) L нүктесіне ұмтылады. Ал п нүктесі D нүктесіне ұмтылады және қатты фазаның құрамының қалай өзгеретінін көрсетеді. D нүктесінде тек қатты фаза қалады.