2.2. Двухкомпонентные диаграммы фазовых равновесий

Изоморфные системы

В этих системах компоненты А и В взаимно растворимы в твердом и жидком состояниях, а двухфазная область жидкость + a-фаза имеет вид «чечевицы» (рис. 2.2).

____________________

*Райнз Ф. Диаграммы фазового равновесия в металлургии. – М.: Металлургиздат 1960. – 376с.

Рис. 2.1. Гипотетическая диаграмма фазовых равновесий в

двухкомпонентной системе

Рис. 2.2. Изоморфная двухкомпонентная система фазовых равновесий

Эвтектические и эвтектоидые системы.

Эвтектические системы. Диаграмма фазовых равновесий эвтектической системы приведена на рис. 2.3. Особенности эвтектической системы, состоящей из двух компонентов А и В, заключаются в следующем. Добавление первых количеств компонента А(В) к компоненту В(А) понижают ликвидусную кривую до эвтектического состава. В эвтектической точке е жидкость сосуществует с a- и b-фазами. Компоненты А и В в жидком состоянии растворяются неограниченно, в твердом — ограничено. При охлаждении жидкость эвтектического состава распадается на две фазы a и b по реакции

L a + b

нагревание

Максимальная растворимость компонента А(В) в В(А) соответствует эвтектической температуре.

Эвтектоидные системы

Системы этого типа аналогичны рассмотренным выше эвтектическим системам. В эвтектоидной реакции участвуют три твердые фазы охлаждения

g a + b

нагревание

Рис. 2.3. Двухкомпонентная диаграмма фазовых равновесий

эвтектического типа

Одним из отличий эвтектоидной от эвтектической системы является отсутствие в эвтектоидной реакции жидкой фазы. Из приведенной на рис. 2.4 диаграммы с эвтектоидным превращением следует, что оба компонента А и В имеют аллотропные (для оксидных систем — полиморфные) превращения, хотя эвтектоидные реакции могут протекать без указанных превращений. Иллюстрацией диаграммы с эвтектоидной реакцией является широко известная диаграмма равновесного состояния системы Fe-С. Эвтектоидной точке (точке с) соответствует 0,8 %С и температура 738^oС. Компонент А (Fе) испытывает аллотропные превращения a-Fe « g-Fe при 911^оС и g-Fe « d-Fe при 1392^oС. Как будет показано в последующих главах, эвтектоидное превращение присуще ряду двойных металлических и оксидных систем ферросплавного производства.

Рис. 2.4. Двухкомпонентная диаграмма фазовых равновесий

эвтектоидного типа

Перитектические и перитектоидные системы

Перитектические системы. Перитектическое превращение имеет место при нагревании и заключается в распаде одной твердой фазы на жидкую и новую твердую фазу, т.е. твердая фаза плавится инконгруентно (с распадом) (рис. 2.5):

a + L b

нагревание

Рис.2.5. Двухкомпонентная диаграмма фазовых равновесий с

перитектичсским (а) и перитектическим и эвтектическим

превращениями (б)

Перитектоидные системы. Основой для интерпретации превращения, как перитектоидного, является реакция

a + g b,

нагревание

при которой твердая фаза b распадается на две новые твердые a и g (рис. 2.6).

Рис. 2.6. Двухкомпонентная диаграмма фазовых равновесий

с перитектоидным превращением

Монотектические системы.

Общий вид диаграммы с монотектическим превращением приведен на рис. 2.7. Монотектическая трехфазная реакция

L_I a + L_II

нагрев

относится к эвтектическому классу.

При понижении температуры жидкая фаза L_I (Ж₁) распадается на твердую фазу и новую жидкую L_II (Ж₂). Существует область, где жидкие фазы L_I и L_II не смешиваются.

Рис. 2.7. Двухкомпонентная диаграмма фазовых равновесий с

монотектичсским превращением

Двойные синтектические системы

Синтектическая реакция — разновидность перитектического превращения и представляет собой распад твердой фазы b при нагревании на две жидкие

L_I + L_II b.

нагревание

На диаграмме область существования двух жидкостей L_I и L_II ограничена полем двух жидкостей с верхней критической точкой (рис. 2.8) Среди технических сплавов (по данным Ф.Райнза, 1956 г.) не наблюдалось синтектических реакций.

Рис. 2.8. Двухкомпонентная диаграмма фазовых равновесий с

синтектической реакцией