Диаграмма состояний III рода
(Сплавы с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии)
Диаграмма состояния сплавов, образующих твердые растворы с ограниченной растворимостью компонентов представлены на рис. 4.3.
Выше линии ликвидуса АСВ все сплавы из компонентов А и Б (например, Сu и Аg) находятся в виде жидких растворов (рис. 4.3). Ниже линии солидуса ADСЕВ все сплавы находятся в твердом состоянии в виде трех структурных областей (трех фаз): 1) твердого раствора α-фазы — раствор компонента Б в А (Аg в Сu); 2) твердого раствора β-фазы — раствор компонента А в Б (Си в Аg); 3) и между этими областями размещены сплавы, состоящие из смеси α - и β - твердых растворов (область FDСЕG). Максимальные концентрации α - и β - твердых растворов имеют место при температуре, отвечающей линии DСЕ (для сплавов системы Сu—Аg 779°С). При охлаждении сплавов до 0˚С концентрация компонента Б в α -твердом растворе уменьшается, см, кривую DF (Аg уменьшается в α -твердом растворе); уменьшается также концентрация компонента A в β-твердом растворе, см. кривую ЕG (Сu уменьшается в β -твердом растворе). Если при температуре 779˚С Au в α -твердом растворе содержится 7%, а Сu в β -растворе — 8%, то при 0°С концентрация Аg в а-твердом растворе уменьшается до 0%, а концентрация Сu в β-твердом растворе — до 1 %. Таким образом, состав α,- и β - фазы переменен и с понижением температуры раствора изменяется.
Рис. 4.3.3,а. Диаграмма состояния сплавов, образующих твердые растворы с ограниченной растворимостью компонентов, в общем виде.
Рис. 4.3.3,б. Диаграмма состояния сплавов, образующих твердые растворы с ограниченной растворимостью компонентов, для системы Cu-Ag.
Твердые растворы α- и β- фазы с максимальной концентрацией растворимого компонента (соответственно Б и А) образуются между линиями ликвидуса и солидуса. В этих областях α- и β- фазы находятся вместе с жидким раствором. На линии DСЕ сплавы затвердевают и образуют механическую смесь кристаллов α-твердого раствора и β-твердого раствора. Двухкомпонентные сплавы, в которых происходит одновременная кристаллизация α- и β- фазы при постоянной и самой низкой для данной системы температуре, называются эвтектическими, а структура - их эвтектикой. Эвтектический сплав образуется в точке С. Сплавы, располагающиеся влево от эвтектического состава (левее точки С) и имеющие концентрацию компонентов в пределах точек D и С, называются доэвтектическими, а справа точки С — в пределах точек С и Е — заэвтектическими.
Как уже отмечалось, с понижением температуры растворимость компонента Б в α-фазе и компонента А в β-фазе все время снижается. В результате а- и β-твердые растворы становятся пересыщенными и происходит вторичная кристаллизация: компонент Б выделяется из α-фазы, образуя отдельные кристаллы, называемые вторичными (βII), а компонент А - из (β-фазы, образуя вторичные кристаллы (αII). Эти вторичные кристаллы находятся не в структурно свободном состоянии, а в виде твердого раствора; α11-это твердый раствор А в Б, а βII- твердый раствор Б в А. Таким образом, при понижении температуры на линии DC выделяются вторичные кристаллы βII, а на линии ЕС- вторичные кристаллы α11. Следовательно, в левой области диаграммы состояния образуется гетерогенная структура, представляющая механическую смесь кристаллов твердого раствора α и вторичных кристаллов βII., а в правой - гетерогенная структура из смеси кристаллов β + αII.
В доэвтектических сплавах (ниже линии DС) при охлаждении из α-фазы выделяется βII - фаза и образуется гетерогенная структура (конгломератного типа), состоящая из эвтектики плюс α- и βII-фаза. В заэвтектических сплавах (ниже линии СЕ) при охлаждении из β -фазы выделяется αII-фаза и образуется гетерогенная структура из эвтектики плюс β - и αII - фаза.
.
