6.3. Основные типы диаграмм состояния двухкомпонентных систем

Диаграммы состояния позволяют определять пути кристаллизации и плавления для любого состава в данной системе. Под условным термином путь кристаллизации понимают описываемую на диаграмме последовательность фазовых изменений и изменений составов жидкой и твердой фаз при охлаждении расплава данного состава, а под путем плавления ту же последовательность, но для твердой смеси, подвергающейся нагреванию вплоть до ее полного расплавления. Следует отметить, что для одного и того же состава графически путь кристаллизации и путь плавления идентичны, но противоположны по направлению и последовательности фазовых превращений.

6.3.1. Диаграмма состояния двухкомпонентной системы с непрерывным рядом твердых растворов

На рис. 6.5 представлена диаграмма состояния двухкомпонентной системы с непрерывным рядом твердых растворов. Основными элементами строения этой диаграммы являются кривая ликвидуса t_Abt_B и кривая солидуса t_Ac₂t_B. Точки кривой ликвидуса выражают состав жидкой фазы, которая при соответствующей температуре (температуре ликвидуса) оказывается насыщенной по отношению к твердой фазе кристаллам твердого раствора. Точки кривой солидуса выражают состав твердой фазы насыщенного твердого раствора, находящегося в равновесии с жидкой фазой.

Рис.6.5. Диаграмма состояния двухкомпонентной системы с непрерывным рядом твердых растворов

Выше кривой ликвидуса находится однофазная область ненасыщенной жидкой фазы; между кривыми ликвидуса и солидуса двухфазная область жидкости и твердого раствора между компонентами А и В, обозначенного S_AB или А_1–XВ_X ; ниже кривой солидуса однофазная область твердого раствора S_AB (твердый раствор S_AB одна фаза). Следует отметить, что в данной системе, не имеющей разрывов непрерывности в составах твердого раствора, образуется всегда один и тот же твердый раствор переменного состава, т.е. твердый раствор одного и того же структурного типа, причем все двухкомпонентные составы системы кристаллизуются только в виде твердого раствора S_AB , а в чистом виде компоненты А и В из таких составов не выпадают.

Пути кристаллизации всех двухкомпонентных составов при охлаждении на пути от а к d в этой системе идентичны.

6.3.2. Диаграмма состояния двухкомпонентной системы с эвтектикой без химических соединений и твердых растворов.

Основными элементами строения представленной на рис. 6.6 диаграммы состояния двухкомпонентной системы с эвтектикой (без бинарных химических соединений и твердых растворов) являются координатные оси, кривые ликвидуса, точка эвтектики, изотермы и линия солидуса, конноды, а также вертикали составов.

Рис. 6.6. Диаграмма состояния двухкомпонентной системы с эвтектикой (линия t_ecEc₂t_e)

Двухкомпонентные диаграммы состояния строятся в координатах температура (ось ординат) концентрация (содержание) компонентов (ось абсцисс). t_А температура плавления чистого компонента А, t_В температура плавления чистого компонента В. Параметр давление (упругость пара) для двухкомпонентных силикатных систем принимается за постоянную величину. Цифры на оси абсцисс указывают содержание какого–либо одного компонента, например, В, чаще всего в мас.% . Содержание другого компонента находится по разности: А% = 100 В%. Точки А и В в начале и конце оси абсцисс соответствуют 100%–му содержанию компонента, обозначение которого стоит в этой точке.