Температуры начала и конца кристаллизации сплавов

Номер сплава	Состав сплава	Температура кристаллизации
		Начала t1, °С	Конца t2, °С
I	100 % А	350	350
II	90 % А + 10 % В	325	170
III	70 % А + 30 % В	240	170
IV	60 % А + 40 % В	170	170
V	40 % А + 60 % В	300	170
VI	10 % А + 90 % В	420	170
VII	100 % В	450	450

По данным табл. 1 строятся кривые охлаждения каждого сплава (рис. 30, а). Верхние точки кривых (1,1') соответствуют температурам начала затвердевания сплавов и называются температурами ликвидуса. Нижние точки (2,2') соответствуют температурам конца затвердевания и носят название температур солидуса.

При построении диаграммы состояния сплавов на планшет в координатах «температура – концентрация» наносятся значения критических температур для каждого исследуемого сплава (рис. 30, б). Затем соединяя точки начала кристаллизации получают линию ликвидус (СДЕ), а при соединении точек конца кристаллизации – линию солидус (FДК). Таким образом, линии ликвидус и солидус представляют собой семейство точек соответствующих началу и концу кристаллизации многочисленных сплавов с различным содержанием компонентов. Выше температур, образующих линию ликвидус все сплавы данной системы находятся в жидком состоянии, а ниже линии солидус – в твердом. При температурах между этими линиями сплавы находятся в полужидком состоянии, т. е. в жидком расплаве находятся твердые фазы.

Следовательно, диаграмма показывает состояние сплава при любом соотношении содержания компонентов А и В и при любой температуре.

Диаграммы дают возможность определять, какую структуру будут иметь медленно охлажденные сплавы, а также решать вопросы термической обработки, выясняя возможно ли при ее выполнении изменение микроструктуры. А поскольку технологические и эксплуатационные свойства сплавов тесно связаны с их микроструктурой, то для практического металловедения диаграммы играют очень большую роль.

2.2.3. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которой образуют механические смеси (ι рода)

Диаграмма состояния сплавов (рис. 31) строится на основании компонентов А и Б, фаз: жидкости Ж, кристаллов компонента А и кристаллов компонента В.

Рис. 31. Диаграмма состояния сплавов

Линия СДЕ – линия ликвидус, линия FДК – линия солидус.

Наиболее характерным на диаграмме является сплав, кристаллизующийся в точке Д с одновременным выделением кристаллов компонента А и компонента В. Такая механическая смесь двух (или более) видов кристаллов, одновременно кристаллизующихся из жидкой фазы, называется эвтектикой, т. е. легкоплавящейся (от греч. eutektos). Эвтектика образуется при строго определенном количественном соотношении компонентов (в данном случае соответствующем точке Д). Следовательно, сплав I при охлаждении до температуры, соответствующей точке Д, имеет жидкую фазу, а в точке Д кристаллизуется в эвтектику, которая обозначается Эвт [А+В] (рис. 32, а). Сплавы диаграммы, находящиеся левее эвтектического, называются доэвтектическими, а правее – заэвтектическими.

В доэвтектическом сплаве II (рис. 31) при охлаждении до температуры, соответствующей точке 1, начинают выделяться кристаллы компонента А. Следовательно, концентрация этого компонента в остающейся жидкой фазе понижается.

При достижении температуры солидуса (линия FДК) концентрация компонентов жидкой составляющей будет соответствовать эвтектической, в результате чего по окончании кристаллизации сплав образует эвтектику с находящимися в ней кристаллами чистого компонента А (рис. 32, б).

Рис. 32. Кривые охлаждения сплавов: а – эвтектического; б – доэвтектического; в – заэвтектического

Процесс кристаллизации заэвтектического сплава III протекает аналогично сплаву II. Разница состоит лишь в том, что при температуре ликвидус (точка 3) из жидкой фазы выделяются кристаллы чистого компонента В. По окончании кристаллизации сплав состоит из эвтектики Эвт [А+В] с расположенными в ней кристаллами компонента В (рис. 32, в).