18. Диаграмма состояний сплавов,

образующих механические смеси

из чистых компонентов

Диаграммы состояния — показатели фазового

состояния сплавов в зависимости от температуры и

концентрации компонентов. Диаграммы состояния

строят для условий равновесия, т.е. такого состоя-

ния сплава, которое достигается при очень малых

скоростях охлаждения или длительном нагреве.

Рассмотрим диаграмму состояний одного из спла-

вов, образующих механические смеси из чистых

компонентов, системы «висмут — кадмий» (см. рису-

нок).

Область существования жидкого расплава огра-

ничена сверху ломаной линией, соединяющей точки

плавления висмута и кадмия через точку Е. В точке Е

сплав (40% висмута и 60% кадмия) имеет одинаковые

температуры ликвидуса и солидуса. Все остальные

сплавы системы затвердевают

и плавятся в пределах

температурного интервала, который снизу ограничен

горизонтальной линией солидуса. Сплав в точке Е

имеет очень мелкие кристаллы висмута и кадмия, на-

ходящиеся в определенном взаимном расположении.

Этот сплав называется эвтектикой, что в переводе с

греческого означает легко плавящийся. Эвтектикой

называют механическую смесь двух (или более) ви-

дов кристаллов, одновременно кристаллизующихся

из жидкого сплава. Твердые сплавы, лежащие левее

эвтектической точки Е, и сплавы, содержащие до 40%

висмута, называют доэвтектическими, а лежащие

правее точки Е и содержащие более 40% висмута —

заэвтектическими. Доэвтектические сплавы состо-

ят из смеси кристаллов висмута и эвтектики (крис-

таллы висмута + кристаллы кадмия), а заэвтектичес-

кие — из смеси кристаллов кадмия с эвтектикой.

По этому типу диаграммы состояния кристаллизу-

ются также сплавы систем Zn—Sn, Pb—Ag, Ni—Cr,

Cr—Mn, Cu—Bi, Al—Si.

19. Диаграмма состояния сплавов для

случая ограниченной растворимости

компонентов в твердом состоянии

Эта диаграмма состояний содержит три фазы —

жидкий раствор, твердый раствор компонента В в

компоненте А () и твердый раствор компонента А в

компоненте В (). Линия диаграммы KCD — линия

ликвидуса, линия KECFD — линия солидуса

(см. рисунок). Кристаллы выделяются из жидкого

сплава (ж. с.) по линии ликвидуса КС, а кристаллы

— по линии CD. Затвердевание сплавов происходит

по линии солидуса КЕ с образованием кристаллов и

по линии DF — с образованием кристаллов . Одно-

временная кристаллизация - и -фаз с образовани-

ем механической смеси кристаллов этих фаз проис-

ходит на линии солидуса ECF.

Сплав состава точки С после затвердевания назы-

вается эвтектическим, поскольку он состоит только

из одной эвтектики + . Составы сплавов, лежащих

левее эвтектической точки С на линии ЕС после за-

твердевания, называются доэвтектическими спла-

вами и имеют структуру + эвтектика (+ ). Составы

сплавов, лежащих правее точки С на линии CF после

затвердевания, называются заэвтектическими

сплавами и имеют структуру + эвтектика (+ ).

Предельная растворимость компонента В в А ха-

рактеризуется точкой Е, а А в В — точкой F. При крис-

таллизации сплавов, состав которых находится левее

точки S (или правее точки М), при любой температуре

в твердом состоянии все количество компонента

В (или А) находится в твердом растворе, и структура

таких сплавов состоит из зерен (или __________).

В сплавах, состав которых находится между точка-

ми S и Е ′, образовавшихся при затвердевании, крис-

таллы при понижении температуры ниже линии ES

пересыщены компонентом В, и поэтому из них проис-

ходит выделение избыточных кристаллов. Это крис-

таллы концентрации точки М, называемые вторич-

ными (II). Такие сплавы после полного охлаждения

имеют структуру, состоящую из кристаллов состава

точки S и кристаллов II, т.е. + II.

В сплавах состава линии ЕС, имеющих после за-

твердевания структуру + эвтектика (+ , из крис-

таллов выделяются кристаллы , и после полного

охлаждения структура будет + эвтектика (+ 

II.