2. Рис. 5.7. Диаграмма состояния и кривые охлаждения сплавов

3. С ограниченной растворимостью компонентов друг в друге

в твердом состоянии

Зная правило фаз и правило отрезков, можно проследить за процессом кристаллизации любого сплава и определить струк­турный и фазовый составы во всех областях диаграммы.

Рассмотрим сплав I (рис. 5.7). В точке 1 начинается про­цесс кристаллизации. Из жидкой фазы выделяются кристаллы -твердого раствора, состав которого изменяется по кривой а-2 . Состав жидкой фазы при этом изменяется по кривой 1-в. В точке 2 кристаллизация заканчивается. Кристаллы твердого раствора имеют состав исходного жидкого сплава. Ниже точки 3, лежащей на линии предельной растворимости, твердый раствор  становится пере­сыщенным и из него выделяются избыточные кристаллы твердого раствора . Состав твердого раствора  изменяется по ли­нии

3-Q. Состав выделяющейся -фазы определяется концен­трацией F, а ее количество  отрезками от линии сплава 3-4 до кривой 3-Q, отнесенными к отрезку 4-F.

Кристаллы , выделяющиеся из жидкости при первичной кристаллизации, являются первичными и записываются с индексом (_I) или без него (). Кристаллы, выделяющиеся из твердого раствора, обозначаются _II

(-вторичные). У сплавов с кон­центрацией левее точки Q вторичные выделения -кристаллов отсутствуют.

Поскольку растворимость компонента А в компоненте В по линии F-F в данном случае постоянна, то вторичных выделений -кристаллов из -фазы не происходит.

Рассмотрим сплав II. В этом сплаве ниже точки 5 кристалли­зуется

-фаза. Состав жидкой фазы при этом изменяется по ли­нии 5-с, а твердой -фазы  по линии е-Е . В точке 6 жид­кая фаза имеет эвтектический состав (точки С) и кристаллизу­ется с образованием эвтектики при постоянной температуре. Со­став -фазы в точке 6 определяется координатой точки Е(Е),а состав -фазы  координатой точки F(F).

При охлаждении сплава II ниже температуры точки 6 из -фазы (свободной и входящей в состав эвтектики) будет выделяться избыточное количество компонента В в виде _II по закону пре­дельной растворимости (линия ЕQ). При комнатной температуре состав -фазы будет соответствовать точке Q.

Свойства сплавов зависят от типа диаграммы состояния, со­става и структуры сплавов. Метод построения диаграмм "составсвойство" был разработан Н.С. Курнаковым, открывшим определен­ную зависимость между свойствами сплавов и диаграммой состояния.

На рис. 5.8 изображены диаграммы "составсвойства" в за­висимости от вида диаграмм состояния (по Н.С. Курнакову).

Рис. 5.8. Диаграммы состояния и соответствующие им

диаграммы «составсвойства»

Анализ этих диаграмм позволяет сделать следующие выводы:

 для повышения прочности целесообразно применять легиру­ющие

элементы, образующие с основным металлом твердые растворы или химические соединения;

 сплавы с переменной растворимостью легирующего элемента в основном металле можно упрочнять термо­обработкой;

 в качестве литейных сплавов лучше применять сплавы, со­держащие эвтектику, так как они обладают низкой температурой кристаллизации и хорошей жидкотекучестью;

 однофазные сплавы имеют лучшую свариваемость и коррозионную стойкость;

 двухфазные сплавы лучше обрабатываются резанием;

 литейные сплавы с дендритной структурой лучше сопротив­ляются истиранию.