1.4.3.Диаграмма состояния сплавов c ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии

Один из видов такой диаграммы состояния показан на рис. 2.8. Число фаз в данной системе три – жидкий раствор, твердый раствор компонента В в компоненте А (обозначим его ) и твердый раствор компонента А в компоненте В (обозначим его ) [30].

На этой диаграмме линия КСD – линия ликвидуса, линия KECFD – линия солидуса. По линии ликвидуса КС из жидкого сплава выделяются кристаллы , а по линии CD – кристаллы . На линии солидуса КЕ сплавы затвердевают с образованием кристаллов , на линии DF – кристаллов . На линии солидуса ECF происходит одновременная кристаллизация - и -фаз с образованием эвтектики.

Рис. 2.8. Диаграмма состояния сплавов для случая ограниченной растворимости компонентов А и В в твердом состоянии

Сплав состава точки С после затвердевания состоит только из одной эвтектики +. Аналогично ранее рассмотренному случаю сплавы, по своему составу находящиеся левее эвтектической точки С (на линии ЕС), после затвердевания имеют структуру +эвтектика (+) и являются доэвтектическими. Сплавы, по своему составу лежащие правее точки С (на линии СF), после затвердевания имеют структуру +эвтектика (+) и являются заэвтектическими.

Линия ЕS показывает ограниченную растворимость в твердом состоянии компонента В в компоненте А, уменьшающуюся с понижением температуры, а линия FM – растворимость компонента А в В, не изменяющуюся с понижением температуры.

Точка Е характеризует предельную растворимость компонента В в компоненте А, а точка F – то же для A в В. Если кристаллизуются сплавы, состав которых находится левее точки S (или правее точки М), то при любой температуре в твердом состоянии все количество компонентов В (или А) находится в твердом растворе, и структура таких сплавов состоит из зерен  (или ). В сплавах, состав которых находится между точками S и Е', т.е. за пределом растворимости В в А, образовавшиеся при затвердевании кристаллы  при понижении температуры ниже линии ES пересыщены компонентом В и поэтому происходит выделение из них избыточных кристаллов, которыми являются кристаллы  концентрации, соответствующей точке М, называемые вторичными (₁₁). После полного охлаждения эти сплавы имеют структуру, состоящую из кристаллов  состава точки S и кристаллов ₁₁ –  + ₁₁. В сплавах состава линии EC, имеющих после затвердевания структуру  + эвтектика (+), из кристаллов  тоже выделяются кристаллы , и после полного охлаждения будет структура  + эвтектика (+)+₁₁.

Процесс выделения вторичных кристаллов из твердого раствора называется вторичной кристаллизацией, в отличие от образования кристаллов в жидком сплаве (первичная кристаллизация).

1.4.4.Диаграмма состояния сплавов с образованием компонентами химического соединения

Химическое соединение обозначают А_mB_n. Это означает, что в данном соединении на m атомов компонента А приходится n атомов компонента В. Диаграмма состояния сплавов для случая образования между компонентами химического соединения, состав которого при нагреве и охлаждении не изменяется, приведена на рис. 2.9.

Рис. 2.9. Диаграмма состояния сплавов для случая образования компонентами А и В химического соединения

Данная диаграмма как бы составлена из двух диаграмм: компонент А – химическое соединение A_mB_n и компонент В – химическое соединение A_mB_n. В сплавах левее точки С (соответствующей по составу химическому соединению A_mB_n) компонента А имеется больше, чем входит в химическое соединение. Следовательно, в этих сплавах левее точки С образуется эвтектика + A_mB_n. В сплавах правее точки С компонента В больше, чем может входить в химическое соединение. Следовательно, в этих сплавах образуется эвтектика A_mB_n+.