§ 3. Механічні суміші.

Механічна суміш двох чистих металів А и В виходить у тому випадку, коли в процесі кристалізації сплаву з рідкого стану різнорідні атоми не входять у загальну кристалічну решітку, а утворять самостійні кристали. Кристали кожного з металів, що перебувають у цьому сплаві, мають теж будова й властивості, який вони володіють у шматку чистого металу. Цей випадок відповідає повній нерозчинності компонентів у твердому стані. Кристали елементів , що входять у сплав, утворять просту механічну суміш.

Ця суміш може складатися із кристалів різної форми й розмірів тобто різної дисперсності.

Механічна суміш - це суміш двох фаз.

§ 4. Правило фаз.

Закономірності всіх змін системи залежно від внутрішніх і зовнішніх умов підкоряються правилу фаз Гиббса.

Правило фаз установлює можливе число фаз і умови, при яких вони можуть існувати в даній системі.

Правило фаз застосовне тільки для рівноважних умов.

Правило фаз установлює залежність між числом ступенів волі, числом компонентів і числом фаз:

З=ДО+ Р - Ф ,

Де З - число ступенів волі системи (варіантність)

К - число компонентів, що утворять систему

Р - число зовнішніх змінних факторів (температура, тиск)

Ф - число фаз, що перебувають у рівновазі.

Під числом ступенів волі (варіантністю системи) розуміють можливість зміни температури, тиски й концентрації без зміни числа фаз, що перебувають у рівновазі.

Застосовуючи правило фаз до металів, у багатьох випадках можна прийняти изменяющимся тільки один фактор - температуру, тому що тиск мало впливає на фазову рівновагу сплавів (за винятком дуже високого), тоді правило фаз прийме вид:

З=ДО+1 - Ф

Т. к. число ступенів волі не може бути менше 0 і не може бути дробовим числом, то число фаз у системі не може бути більше числа компонентів плюс 1. Виходить, у подвійному сплаві не може бути більше 3 фаз, а в потрійному - 4.

Якщо в рівновазі перебуває максимальне число фаз (3), то число ступенів волі системи дорівнює 0 (З=0). Така рівновага наз. нонвариантным (безваріантним). При такій рівновазі сплав з даного числа фаз може існувати тільки за певних умов: при постійній температурі й певній сполуці всіх фаз, що перебувають у рівновазі. Це означає, що перетворення починається й закінчується при одній постійній температурі.

При зменшенні числа фаз система може бути моноваріантної (З=1) (одноваріантної) або бивариантной (З=2) (двухвариантной).

§ 5. Діаграми стану подвійних сплавів.

Діаграми стану в зручній графічній формі показують фазова сполука сплаву залежно від температури й концентрації.

Діаграми стану будують для умов рівноваги або близьких до них.

Рівноважний стан відповідає мінімальному значенню вільної енергії. Цей стан може бути досягнуто тільки при дуже малих швидкостях охолодження або тривалому нагріванні. У реальних умовах сплави перебувають у метастабільному стані. Вивчення діаграм фазової рівноваги дозволяє встановити природу метастабільного стану й умови його використання.

Існують наступні типи діаграм стану:

I тип діаграма стану сплавів з необмеженою розчинністю компонентів у рідкому стані й відсутності розчинності у твердому стані;

II тип діаграма з необмеженою розчинністю компонентів у рідкому й твердому стані;

III тип діаграма з необмеженою розчинністю компонентів у рідкому стані й обмеженій розчинності їх у твердому стані;

IV тип діаграми з необмеженою розчинністю компонентів у рідкому стані й утворенням хімічних сполук у твердому стані;

V тип діаграма з необмеженою розчинністю компонентів у рідкому стані й поліморфному перетворенні у твердому;

VI тип діаграма з обмеженою розчинністю компонентів у рідкому стані й нерозчинністю у твердому стані.