1097

Поверхность солидуса изображается двумя плоскостями треуголь­ ников а2т 1с 1 и с 3т 3Ь3 при температурах (р<(или tp) и t£. (или tp). Тре­ угольник а2т 2с 1 является частью четырехугольника aj/r^P 'C j (или АМРС), во всех сплавах которого при температуре tp наблюдается

участвуют граничные растворы на основе компонентов (см. рис. 87), перитектическая точка Р, изображающая состав жидкости Жр, лежит вне конодного треугольника АМС, образованного твердыми фазами А, М и С. В сплавах треугольника АМС перитектическая реакция Жр + + А -*• М + С заканчивается исчезновением жидкости Жр. Кристалли­ зация остальных сплавов, расположенных в треугольнике МВС, закан­ чивается при температуре tp по эвтектической реакции Жр -+ М + + В + С.

Между поверхностями ликвидуса и солидуса можно назвать нес­ колько промежуточных (линейчатых) поверхностей. Температурам начала кристаллизации эвтектик А + С, М + С, М + В и В + С отвечают

ejE'babi) и e3b2b3E'c2c 3 (e3E'b3b2 и e’2E’c 3c2). На плоскость концент­ рационного треугольника эти поверхности проектируются соответ­ ственно в области АРС, МРСЕМ, МЕВ и ВЕС. Обратим внимание на ли­ нейчатую поверхность начала кристаллизации эвтектики М + С. Эта эвтектика кристаллизуется во всех сплавах треугольника МЕС, но разные температуры начала кристаллизации (изображаемые поверх­ ностью Р'с1с3Е 'т з т 2) она имеет только в сплавах области МРСЕМ. В сплавах треугольника МРС эта эвтектика начинает кристаллизо­ ваться при температуре tp (по окончании перитектической реакции Жр + А -+М + С с исчезновением кристаллов компонента А).

Наконец, еще две линейчатые поверхности ар'Р’а 2 и т р ’Р 'т 1 (на плоскости концентрационного треугольника - области АрР и МрР) отвечают температурам начала и конца кристаллизации соединения М по перитектической реакции Ж + А -»■ М (с исчезновением кристал­ лов компонента А).

2. Кристаллизация сплавов

Кристаллизация сплава 1, расположенного в точке пересечения диагоналей АР и МС четырехугольника АМРС (рис. 102), протекает в

t i - t p

две стадии: Ж) - р ____ ► А (первичная кристаллизация компонента А)

{Р

и Жр + А — * М + С (перитектическая реакция). До начала этой реакции при температуре tp доли жидкости Жр и кристаллов компонента А из­

ниями отрезков 2b/Mb и 2с/Сс (или,'как в сплаве 1, отношениями

1С/МС и 1М/МС).

Фигуративная точка сплава 3 расположена в треугольнике МРС (на

зации сплавов 1 и 2, но перитектическая реакция заканчивается ис­ чезновением кристаллов компонента А (т.е. с остатком жидкости Жр), так как при температуре tp в сплаве 3 кристаллов компонента А меньше (ЗР/АР < 1Р/АР), а жидкости ЖР| наоборот, больше (ЗА/АР > > 1А/АР), чем требуется для их полного расходования на образование смеси кристаллов М + С. Недостающую долю кристаллов компонента А можно определить по разности отношений отрезков (ЗР/АР - 1Р/АР) = = -1 3 /АР (знак ’’минус” опять означает, что кристаллов компонента А не хватает), а избыточную долю (или остаток) жидкости Жр - соот­ ветственно по разности (ЗА/АР - 1А/АР) = 13/АР. Недостаток крис­ таллов компонента А равен по величине, но обратен по знаку избытку жидкости Жр (см. аналогичные отношения отрезков для сплава 2). Таким образом, по окончании перитектической реакции в сплаве 3 в равновесии остаются жидкость Жр и кристаллы соединения М и компонента С. Доля оставшейся жидкости Жр измеряется отношением отрезков 13/1Р, а образовавшихся кристаллов - М + С - отношением

На кривой охлаждения сплава 3 (рис. 103) видны три критические точки (две нижние - горизонтальные площадки при температурах tp и tp), а в структуре (рис. 104, в) - главным образом три структурные составляющие: смеси кристаллов М + С перитектического и эвтекти­ ческого происхождения (различить эти составляющие трудно) и тройная эвтектика М + В + С. Долю эвтектики М + В + С (или жидкости Жр) можно определить отношением отрезков ЗЬ^ЬхЕ, а суммарную долю кристаллов М + С разного происхождения - отношением 3E/bt E. До­ лю эвтектики М + С в сплаве 3 нетрудно оценить по разности отношений отрезков (13/1Р - ЗЬ1/Ь1 Е) или (ЗБ/ЬХЕ - ЗР/1Р).

Фигуративная точка сплава 4 располагается в области АрР (попадая также в четырехугольник АМРС). Следовательно, по окончании первич-

„ t* ~ ta

ной кристаллизации компонента А (Жд _ а -------- * А) в сплаве протекает *а ~ fP

первая (Жа - р + А -------- ► М), а затем - вторая перитектическая реакция Жр + А *■М + С. Первая перитектическая реакция начнется в тот

момент, когда жидкость примет состав точки а на кривой рР (фигура­ тивная точка сплава 4 окажется на большой стороне Аа первого конодного треугольника АаМ), а закончится при температуре tp. При этой температуре в сплаве останутся и жидкость Жр, и кристаллы компо­ нента А (их доли по правилу центра тяжести треугольника АМР изме­ ряются отношениями отрезков 4с/сР и 47/А7), необходимые для про­ текания второй перитектической реакции Жр + А •* М + С. Поскольку фигуративная точка сплава 4 располагается в треугольнике АМС, то перитектическая реакция Жр + А -* М + С, как в сплаве 2 , закончится исчезновением жидкости Жр (с остатком кристаллов компонента А). Доля оставшихся кристаллов этого компонента определится отноше­ нием отрезков 45/А5, а отношение 4А/А5 будет характеризовать суммарную долю кристаллов соединения М и компонента С.

На кривой охлаждения сплава 4 видны три критические точки (см. рис. 103), а в структуре (рис. 104, г) - три структурные составляющие: первичные кристаллы компонента А с характерными разъеденными краями (из-за взаимодействия с жидкостью), кристаллы соединения М в виде ободков вокруг этих кристаллов и смесь кристаллов М + С перитектического происхождения.

Фазовые превращения в сплаве 5, расположенном в точке пересе­ чения линии Аа и разреза М - С, аналогичны превращениям в сплаве

ляющие: кристаллы соединения М и смесь кристаллов М + С пери­ тектического происхождения (рис. 104, д). Доли этих составляющих можно определить отношениями отрезков 51/1М и 5М/1М. Последнее отношение по существу характеризует суммарную долю жидкости Жр и кристаллов компонента А при температуре tp до начала перитек­ тической реакции Ж р+ А -* М + С, что следует из правила центра тя­ жести треугольника АМР.

Фигуративная точка сплава 6 находится в треугольнике МРС, одно­ временно попадая в треугольник МВС. От предыдущих сплавов 4 и 5 этот сплав отличается тем, что перитектическая реакция Жр + А -~М + + С в нем заканчивается исчезновением кристаллов компонента А, т.е. с остатком жидкости Жр (как в сплаве 3). Долю оставшейся жидкос­ ти можно оценить отношением отрезков 6d1/P d1. До начала перитек­ тической реакции жидкости Жр было больше (Sd/Pd). Следовательно, разность отношений отрезков (Sd/Pd - GdJPdJ будет характеризовать долю жидкости Жр, которая расходуется вместе с кристаллами ком­

понента А на образование смеси кристаллов М + С. При дальнейшем понижении температуры из оставшейся жидкости Жр по кривой РЕ сначала выделяется эвтектика М + С, а затем при температуре tp из жидкости ЖЕ - эвтектика М + В + С. В итоге, на кривой охлаждения сплава 6 (см. рис. 103) можно отметить четыре критические точки, а в структуре — главным образом четыре структурные составляющие: кристаллы соединения М, образовавшиеся по перитектической реак­ ции Ж + А -*• М, смесь кристаллов М + С перитектического и эвтекти­ ческого происхождения и эвтектику М + В + С.

Долю кристаллов соединения М, образовавшихся по перитектической реакции, можно оценить отношением отрезков 63/3M, а смеси М + С перитектического происхождения - по разности отношений отрезков (6P/Pd163/3M), где отношение отрезков 6P/Pd характеризует суммар­ ную долю соединения М и компонента С в момент окончания перитек­ тической реакции Жр + А -*• М + С. Что касается доли эвтектики М + + В + С (или жидкости Ж е, из которой она выделяется), то ее нетрудно найти, сделав те же построения, что для сплава 3. Зная суммарную долю эвтектик М + Си/ И + В + С (или жидкости Жр, оставшейся после перитектической реакции Жр + А -*■ М + С), которая измеряется отно­ шением отрезков 6d1/P d1, можно найти и долю эвтектики М + С.

Фигуративная точка сплава 7 располагается на стороне МР четырех­ угольника АМРС. Как и в сплавах 4 - 6 , после первичной кристалли-

ная точка сплава 7 располагается на большой стороне Аа конодного тре­ угольника АаМ, а в момент окончания - на малой стороне МР треуголь­ ника МАР. Это значит, что перитектическая реакция в сплаве 7 закан­ чивается при температуре tp исчезновением кристаллов компонента А, и в равновесии остаются жидкость Жр и образовавшиеся кристаллы соединения М. Можно сказать, что сплав 7 является последним из ряда сплавов 4, 5, 6 и др., в котором перитектическая реакция Жа _ р + А -*•

М успевает закончиться при температуре tp, но с исчезновением кристаллов компонента А, тогда как в предыдущем сплаве 6 (см. выше) в момент окончания этой реакции доля оставшихся кристаллов компонента А измерялась отношением отрезков 67/7А, в сплаве 5 - отношением 57/7А, и т.д.

В момент окончания перитектической реакции Жа _ р + А -*• М доли оставшейся жидкости Жр и образовавшихся кристаллов соединения М измеряются отношениями отрезков 7М/МР и 7Р/МР. Поскольку для второй перитектической реакции Жр + А -*• М + С есть только жидкость Жр, то эта реакция в сплаве 7 не протекает, а при понижении темпера-

туры сначала кристаллизуется эвтектика Жр _ р ------- * М + С, а затем -

1Е

эвтектика Жр—* М + В + С.

На кривой охлаждения сплава 7 видны четыре критические точки (см. рис. 103). По структуре этот сплав мало чем отличается от преды­ дущего сплава 6 (см. рис. 104, е). В нем можно увидеть три структур­ ные составляющие: кристаллы соединения М, двойную эвтектику М + С и тройную эвтектику М + В + С, доли которых нетрудно найти по правилам рычага и центра тяжести треугольника.

Самый сложный путь кристаллизации имеет сплав 8, расположен­

точку сплава 8. При температуре tp эта реакция закончиться не может (как в сплаве 7), так как фигуративная точка сплава окажется вне треугольника Аа В момент окончания этой реакции в равновесии оказываются жидкость Жв1 и образовавшиеся кристаллы соединения М, доли которых измеряются отношениями отрезков 8М/Ма х и 8а JMa v При дальнейшем понижении температуры (ниже tBi) в сплаве 8 про­ должится кристаллизация соединения М теперь уже без участия крис­ таллов компонента А, т.е. непосредственно из жидкости (Жа _ а

~*а2

——» М), затем по эвтектической кривой РЕ выделится эвтектика

Жд2_ £ -------► М + С и, наконец, при температуре tp из жидкости Жр - эвтектика М + В + С.

На кривой охлаждения сплав 8 имеет максимальное число критичес­ ких точек, равное пяти (см. рис. 103). Верхняя критическая точка отве­ чает температуре начала кристаллизации компонента А, вторая и третья точки - температурам начала и конца перитектической реак­ ции Ж + А -*• М (с исчезновением кристаллов этого компонента) и на­ чала кристаллизации соединения М непосредственно из жидкости, четвертая - температуре начала кристаллизации эвтектики М + С и, наконец, пятая критическая точка - температуре кристаллизации эв­ тектики М + В + С. По структуре сплав 8 принципиально не отличается от предыдущих сплавов 6 и 7 (см. рис. 104, е).

Если фигуративная точка сплава располагается на кривой рР, как, например, сплава а (или a j), то в таком сплаве перитектическая реак­ ция Ж + А -► М не протекает (из-за отсутствия кристаллов компонен­ та А). Кристаллизация такого сплава начнется с выделения кристаллов

вариантах. Первый из них (рис. 105, б) фиксирует фазовые равновесия, предшествующие перитектической реакции Жр + А -* М + С. Если срав­ нить этот разрез с предыдущим разрезом при 650 С, то увидим, что двухфазная область Ж + А стягивается в диагональ АР четырехуголь­ ника АМРС. В сплавах этой диагонали в равновесии оказываются жидкость Жр и кристаллы компонента А, т.е. фазы, вступающие в перитектическую реакцию Жр + А М + С. Трехфазные области Ж + + А + М и Ж + А + С принимают максимальные размеры; конодные треугольники АРМ и АРС изображают соответственно перитектическое

логично увеличиваются в размерах двухфазные области Ж + ВиЖ + Си появляется новый конодный треугольник МвзВ, изображающий эвтек­ тическое равновесие Ж3г ^ М + В.

Второй вариант изотермического разреза при 600 °С будет характе­ ризовать фазовые равновесия в сплавах в момент окончания пери­ тектической реакции Жр + А ->■М + С. Четырехугольник АМРС окажется разделенным второй диагональю МС на два конодных треугольника АМС и МРС. В сплавах первого треугольника перитектическая реакция закончилась исчезновением жидкости Жр (с остатком кристаллов ком­ понента А) и они станут трехфазными А + М + С, в сплавах второго треугольника - наоборот, исчезновением кристаллов компонента А (с остатком жидкости Жр) и они окажутся трехфазными Жр + М + С. Конодный треугольник МРС будет первым из ряда конодных треуголь­ ников, изображающих эвтектическое равновесие Жр ** М + С в момент окончания перитектической реакции Жр + А •* М + С. В сплавах диа­ гонали МС эта реакция закончится одновременным исчезновением обеих исходных фаз и они окажутся двухфазными М + С. В остальном

дающий с диагональю четырехугольника АМРС (рис. 106, а). Кривая1 ликвидуса этого разреза (рис. 106, б) состоит из двух ветвей М'2" и 2'С ' (следы от сечения поверхностей АрРе j и Се1РЕе3 начала крис­ таллизации компонентов А и С), а линия солидуса изображается гори­ зонталью М2С2 при температуре tp (след от сечения плоскости перитектического четырехугольника АРМС). Перитектическая реакция Жр +А М + С в сплавах этого разреза заканчивается одновременным' исчезновением жидкости Жр и кристаллов компонента А, поэтому в твердом состоянии они содержат фазы М и С. Кривая M J ' (след от