Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии

Диаграмма представлена на рис. 5.

Компоненты сплава А и В неограниченно растворимы в жидком состоянии, не образуют друг с другом химических соединений, ограниченно растворимы в твердом состоянии.

Фазы: L (жидкий сплав), α (твердый раствор компонента В в компоненте А), β (твердый раствор компонента А в компоненте В).

Характерные точки диаграммы:

- точки А и В – температуры плавления компонентов А и В, соответственно;

- точка E - эвтектическая точка;

- точка D – точка максимальной растворимости компонента В в компоненте А при температуре, соответствующей линии СD;

- точка F – точка растворимости компонента В в компоненте А при нормальной температуре;

- точка C – точка максимальной растворимости компонента А в компоненте В при температуре, соответствующей линии СD;

- точка G – точка растворимости компонента А в компоненте В при нормальной температуре;

Характерные линии диаграммы:

- АEВ – линия ликвидус;

- АDECВ - линия cолидус;

- FD – линия предельной растворимости компонента В в компоненте А; растворимость компонента В в компоненте А увеличивается при увеличении температуры; ниже линии FD протекает процесс вторичной кристаллизации, т.е. процесс образования новой кристаллической фазы в твердой фазе – из фазы α происходит выделение компонента В с образованием вторичного твердого раствора β_II;

- СG – линия предельной растворимости компонента А в компоненте В; растворимость компонента А в компоненте В увеличивается при увеличении температуры; ниже линии СG протекает процесс вторичной кристаллизации – из фазы β происходит выделение компонента А с образованием вторичного твердого раствора α_II ;

- DEC – линия эвтектического превращения по реакции:

L_E → (α + β)_эвт

а) б)

в)

Рис. 5. Диаграмма состояния сплава с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии (а) и кривые охлаждения сплава со вторичной кристаллизацией I (б) и доэвтектического сплава II (в)

Фазовый состав областей:

- АDE - L+ α;

- EBC - L+ β;

- AOFD - α;

- CBKG - β;

- FDECG – двухфазная область, здесь присутствуют только две фазы - α и β; при этом ниже т. E кристаллизуется эвтектика (α + β)_эвт, ниже линии DF сплав имеет состав α + β_II; ниже линии DE - α + β_II + (α + β)_эвт , ниже линии EC - β + (α + β)_эвт.; ниже линии EC - β + (α + β)_эвт.; ниже линии СG сплав имеет состав β +α_II.

Рассмотрим кристаллизацию некоторых сплавов.

I. Сплав со вторичной кристаллизацией (рис.5б):

- участок 0-1 – охлаждение жидкого сплава (L);

- участок 1-2 – кристаллизация α;

- участок 2-3 – охлаждение α;

- участок 2'-3 – кристаллизация β_II и охлаждение сплава.

II. Доэвтектический сплав (рис.5в):

- участок 0-1' – охлаждение жидкого сплава (L);

- участок 1'-2' - кристаллизация α;

- участок 2'-2'' – кристаллизация эвтектики (α + β)_эвт;

- участок 2''- 3 – кристаллизация β_II и охлаждение сплава.