59. Эвтектическая диаграмма плавкости (без образования твердых растворов).

Диаграмма состояния системы – диаграмма, указывающая, в каких фазовых состояниях находится система в зависимости от условий: температура, давление и состав.

Диаграммы плавкости – частный вид диаграмм состояния.

Для систем, дающих диаграмму плавкости такого типа, характерна полная взаимная растворимость компонентов в жидком состоянии и нерастворимость – в твердом.

Пример. Системы Pb-Ag, Cd-Bi, Tl-Au, KCl-LiCl и т.д.

Чтобы построить диаграмму плавкости системы А-В, необходимо приготовить несколько сплавов – от 100% А, через каждые - до 100%В.

Далее снимаются кривые охлаждения и характерные точки переносятся на диаграмму плавкости бинарной системы А-В. Температуры плавления чистых компонентов -t_А и t_В.

Примечание автора. Обязательна графическая иллюстрация.

Температура начала первичной кристаллизации сплава 4 – t₄, окончание – t_E. Подобным же образом переносят характерные точки для всех сплавов и соединяют их на диаграмме плавными линиями, получая в итоге диаграмму плавкости системы A-B.

Ломанная линия t_АЕt_В - “линия ликвидуса”, выше нее возможно существование лишь жидкой фазы.

Линия MEN – “линия солидуса”, ниже нее – лишь твердая фаза.

Между солидусом и ликвидусом область сосуществования двух фаз – твердой и жидкой.

Примечание автора. Обязательна графическая иллюстрация.

Точка Е – точка эвтектики, сплав эвтектического состава кристаллизуется подобно чистому компоненту, давая кривую охлаждения с площадкой: для сплавов, имеющих состав 100%А до т. х (состава эвтектики) – так называемых доэвтектических – под микроскопом после затвердевания наблюдаются сравнительно крупные кристаллы компонента А, выпадающие первоначально, и смесь мелких кристалликов А и В, выпадающая при достижении жидкой фазы эвтектического состава – в конце кристаллизации.

В сплавах после точки х - заэвтектического состава – наблюдаются крупные кристаллы В и эвтектическая смесь кристалликов А и В. Правило фаз в данном случае записывается как С=К-Ф+1, посколько при снятии диаграмм плавкости P=const. Число степеней свободы: в точке D – C=2-1+1=2, в точке L – C=2-2+1=1, в точке Е – С=2-3+1=0.

60. Диаграмма плавкости непрерывных твердых растворов. Правило рычага.

Диаграмма состояния системы – диаграмма, указывающая, в каких фазовых состояниях находится система в зависимости от условий: температура, давление и состав.

Диаграммы плавкости – частный вид диаграмм состояния.

Для систем, дающих такую диаграмму плавкости, характерны полная взаимная растворимость компонентов как в жидком, так и в твердом состоянии.

Пример. Cu-Ni, Fe-Ni, Bi-Sb, Ag-Au, FeO-MnO и др.

Примечание автора. Обязательна графическая иллюстрация.

Все кривые охлаждения сплавов не имеют площадок,а лишь 2 перегиба. Линии линия ликвидуса, солидуса. Во всем интервале составов в твердом состоянии присутствуют смешанные кристаллы – твердый раствор α.

Примечание автора. Обязательна графическая иллюстрация.

Рассмотрим ход кристаллизации сплава состава 5, взятого при t. В интервале t-t’ никаких фазовых превращений не наблюдается,t меняется монотонно. При достижении t’ из жидкого сплава начинают кристаллизоваться кристаллы α состава N, т.е. первые порции тв.фазы обогащены более тугоплавким компонентом. В равновесии находятся твердые и жидкие фазы различного состава, отсюда и отсутствие площадок на кривых охлаждения.

При понижении от t’ до t” состав твердой фазы меняется по линии nt”, а состав жидкой фазы- по линии t’m.

Состав твердой фазы в процессе кристаллизации непрерывно меняется, состав слитка по сечению будет неоднородным: периферийные зоны слитка, кристаллизующиеся в первую очередь, будут более тугоплавкими, а центральные - более легкоплавкими. Это явление носит название ликвация. Ликвацию устраняют, проводя так называемый отжиг, при котором слиток нагревают до t, близкой к t солидуса, и выдерживают при этой t длительное время.

Эта система моновариантна (С=К-Ф+1=2-2+1=1), поэтому любой произвольно выбранной t соответствуют вполне определенные составы жидкого расплава и смешанных кристаллов: состав жидкой фазы находят на линии ликвидуса, а состав твердой - на линии солидуса.

При помощи диаграммы плавкости можно определить соотношение между массами сосуществующих при равновесии фаз для сплава данного состава при любой температуре (правило рычага).

Для данного случая правило рычага можно записать: z – cостав твердой фазы, х – состав жидкой фазы