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

 

 

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.

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

Общий вид диаграммы приведен на рис. 21. Компоненты: компонент А и компонент В; фазы: жидкость Ж, кристаллы компонента А и кристаллы компонента В.

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 d). 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. 22, а). Сплавы диаграммы, находящиеся левее эвтектического, называются доэвтектическими, а правее – заэвтектическими. В доэвтектическом сплаве II (рис. 21) 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. 22, б).

 

Процесс кристаллизации заэвтектического сплава III протекает аналогично сплаву II (рис. 22, с). 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. 22, в).

 

Рис. 22. Кривые охлаждения сплавов: а – эвтектического; б – доэвтектического; в – заэвтектического

В процессе кристаллизации при понижении температуры количество и концентрация фаз постоянно изменяются. Так сплав Н (рис. 29) при температуре выше t1 находится в однофазном жидком состоянии. При температуре ниже t1 из жидкого расплава начинают выделяться твердые кристаллы компонента А и сплав переходит в двухфазное состояние. При дальнейшем понижении температуры количество твердой фазы увеличивается в результате чего концентрация компонента А в жидкой фазе уменьшается, а компонента В повышается. При температуре t0 концентрация компонента А в жидкой фазе определяется проекцией точки в, т.е. отрезок Вв/ показывает максимальное количество компонента А в жидкой фазе при температуре t0.

При понижении температуры до t2 (точка 2) оставшийся жидкий сплав достигает эвтектической концентрации. Таким образом, при охлаждении сплава Н жидкая фаза изменяет свою концентрацию по линии 1вД, а выделяющиеся кристаллы компонента А имеют постоянный состав с концентрацией соответствующей вертикальной оси АС.

Для характеристики сплава чаще всего требуется не только качественное определение, но и количество его структурных составляющих. Для решения подобных задач используется правило отрезков коноды. Конодой называется горизонтальная линия ав (рис. 23) параллельная оси концентраций, проведенная внутри исследуемой двухфазной области СДК до пересечения ее границ (точки а и в). Точка в граничит с областью жидкой фазы (ж), а точка а находится на вертикальной оси АС, соответствующей чистом у компоненту А.