Диаграмма плавкости бинарной системы (Ag – Au), компоненты которой неограниченно растворимы друг в друге в жидком и твердом состоянии

Серебро начинает кристаллизоваться при 961⁰С, а золото – при 1064⁰С.

Кривые охлаждения Х₁ и Х₂ показывают как происходит охлаждение смесей Ag – Au различного состава. По кривым охлаждения или нагревания строят диаграмму плавкости данной системы.

На диаграмме три поля (I – III) и две линии: AL₁L₂B – линия ликвидуса, которая показывает зависимость температуры конца плавления (начала кристаллизации) от состава системы и линия AS₁S₂B – линия солидуса, которая показывает зависимость температуры начала плавления твердого раствора (окончания кристаллизации расплава) от состава системы.

Полю I выше линии ликвидуса отвечают однофазные жидкие системы (расплав L). Система бивариантна (С = 3 – 1 = 2), т.е. можно менять температуру и состав расплава, не изменяя числа фаз.

Полю II ниже линии солидуса отвечают однофазные твердые растворы S (С = 3 – 1 = 2), т.е. можно менять температуру и состав твердого раствора, не изменяя числа и вида фаз.

Полю III между линиями солидуса и ликвидуса отвечают моновариантные (С = 3 – 2 = 1) системы, в которых существуют две фазы: тв. р-р  жидкий р-р. Для таких систем можно изменять либо температуру, либо состав без изменения числа фаз. Каждой температуре отвечает вполне определенный состав жидкой и твердой равновесных фаз.

Из данной диаграммы плавкости можно сделать вывод: равновесный расплав обогащается низкоплавным компонентом (серебром) – точки Х₁ и Х₂, а равновесный твердый раствор (точки Х₁^' и Х₂^') – высокоплавным компонентом (золотом).

В точках Х₁ и Х₂ расплав содержит соответственно 68% Ag и 32% Au, 24% Ag и 76% Au.

Точки Х₁^' и Х₂^' соответствуют содержанию в твердом растворе 40% Ag и 60% Au, 8% Ag и 92% Au.

Аналогичные диаграммы имеют системы Cu – Ni, Ni – Co, Mo – W.

Диаграмма плавкости бинарной системы, компоненты которой неограниченно растворимы друг в друге в жидком состоянии, не имеют твердых растворов и образуют устойчивое химическое соединение

На рисунке приведены кривые охлаждения (а) и диаграмма плавкости (б) системы Mg – Ca. Эти металлы взаимодействуют друг с другом с образованием химического соединения Mg₄Ca₃.

Линии ликвидуса АЕ₁СЕ₂В и солидуса DE₁S₁FHE₂S₂G делят диаграмму на девять полей. Условно разделим диаграмму на две части: левую (Mg – Mg₄Ca₃) и правую (Mg₄Ca₃ – Ca). Рассматриваемая система имеет две эвтектические точки Е₁ и Е₂. Левая половина поля I (L₁) – однофазная система расплава Mg и Mg₄Ca₃, а правая половина этого поля (L₂) – Mg₄Ca₃ и Са.

Поле II – двухфазная система: твердая фаза Mg и жидкая фаза – расплав Mg и Mg₄Ca₃; поле III – твердая фаза Mg₄Ca₃ и жидкая фаза – расплав Mg и Mg₄Ca₃; поле IV – двухфазная система: твердая фаза Mg₄Ca₃ и жидкая фаза – расплав Mg₄Ca₃ и Са; поле V – двухфазная система: твердая фаза Са, жидкая фаза – расплав Mg₄Ca₃ и Са; поле VI – две твердые фазы: более крупные кристаллы Mg, сцементированные эвтектикой Е₁ (Mg – Mg₄Ca₃); поле VII – две твердые фазы: более крупные кристаллы Mg₄Ca₃, сцементированные эвтектикой Е₁; поле VIII – две твердые фазы: более крупные кристаллы Mg₄Ca₃, сцементированные эвтектикой Е₂ (Mg₄Ca₃ – Са); поле IХ – две твердые фазы: более крупные кристаллы Ca, сцементированные эвтектикой Е₂ (Mg₄Ca₃ – Са).

Похожие диаграммы имеют металлы Mg и Cu (химическое соединение MgCu₂), Mg и Ni (MgNi₂), Au и Zn (AuZn, AuZn₃) и др.

Принцип непрерывности – при непрерывном изменении параметров (Р, Т и т.д.), определяющих состояние системы, непрерывно изменяются и свойства фаз, из которых состоит система.

Принцип соответствия – каждой фазе или комплексу фаз на диаграмме «состав – свойство» отвечает определенный геометрический образ, например, прямая, кривая, точка, поле.

Конгруэнтное плавление – когда на кривой плавкости наблюдается резко выраженный максимум, соответствующий химическому соединению, образующемуся в результате взаимодействия двух веществ, и это соединение не диссоциирует на составные части

Инконгруэнтное плавление – когда на кривой плавления максимум сглаживается из-за обратимой диссоциации химического соединения АВ  А + В. Чем больше диссоциация, тем больше сглаживается максимум.

Фигуративная точка – это точка, которая отражает состояние системы и ее координаты, равные значениям параметров.