4. Р авновесная диаграмма состояния сплавов, образующих твердые растворы с неограниченной растворимостью.

Верхняя линяя на диаграмме 1-3-5-6 – линия начала кристаллизации – Ликвидус. Линия 1-2-4-6 – линия окончания кристаллизации – линия Солидус. Выше линии Ликвидус существует только жидкая фаза L. Между линиями ликвидус и солиус идёт процесс кристаллизации и в равновесии находятся 2 фазы, т.е.число степеней свободы с=2+1-2=1. Ниже линии солидус – все сплавы однофазны и состоят из α-твёрдого раствора. Такую диаграмму состояния имеют следующие сплавы: Cu-Ni, Cu-Pt, Au-Ag, Fe-Va, Fe-Ni, Mo-W.

Р ассмотрим более подробно процесс кристаллизации сплава 50% А 50% В. Кристаллизация начинается при температуре T₁, когда из жидкого раствора выделяются первые кристаллы α-твёрдого раствора. Ниже температуры T₁ сплав 2х фазный (L+α). В процессе кристаллизации твёрдых растворов состав твёрдой и жидкой фазы меняется. Каждой температуре соответствует определённое количество и концентрация фаз. В реальных условиях или при быстром охлаждении не успевает произойти выравнивание концентрации в твёрдом растворе. Даже в пределах 1-го кристалла будет наблюдаться неоднородный химический состав. Первые кристаллы α-твёрдого раствора обогащены компонентом В, а далее всё время меняется соотношение А и В. И последние кристаллы будут содержать больше компонента А.

И так, для определения количественного соотношения фаз, находящихся в равновесии при данной температуре, пользуются правилом отрезков (рычага).

Правило отрезков позволяет определить: Состав фаз или концентрацию компонентов в соответствующих фазах. Для этого точки пересечения коноды с линиями диаграммы переносятся на ось концентрации, т.е. конода параллельна линии концентрации. Конода – линия, соединяющая состав фаз, находящихся в равновесии. a' – состав жидкой фазы, b’ – состав α-твёрдого раствора. Количество фаз: . Если точка, показывающая состав при данной температуре, т.е. линия ниже линии ликвидуса и выше линии солидуса, а её состав соответствует исходному составу.

5. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых ограниченно растворимы в твердом состоянии и образуют эвтектику.

В этой системе из жидкости (L) выделяются только твёрдые растворы α или β. Около вертикалей А и В соответствующих чистому компоненту находятся области существования твёрдого раствора α и β. Α – это твёрдый раствор компонента В в А. β – твёрдый раствор А в В. ЕСF – линия эвтектического превращения.

В точке . Линия ACB – линия ликвидус, АEFB – солидус. Предельная растворимость В в А определяется линией EQ.

А Компонента А в В – FP. Сплавы между EQ и FP – двух фазные, состоят из фаз α+β. Окончание кристаллизации происходит по эвтектической реакции. Сплавы в интервале концентрации E’C’ – доэвтектические сплавы. После точки С – заэвтектические. Линия EQ – линия ограниченной растворимости компонента В в α-твёрдом растворе.

В точке 3 при снижении температуры растворимость компонента В в α-растворе уменьшается, и начинает выделяться β-вторичная фаза. При эвтектической температуре растворимость β в α максимальна и составляет концентрацию E’. С понижением температуры концентрация β в α меняется до концентрации Q.