Диаграмма состояния для сплавов с неограниченной

растворимостью компонентов в твёрдом состоянии .

Рассмотрим сплавы, компоненты которых неограниченно растворяются друг в друге и в жидком и в твердом состоянии. Например, Cu-Ni, Au-Ag и т.п. Таким сплавам соответствует следующий тип диаграмм состояния:

Здесь буквой Ж обозначена жидкая фаза, а буквой a - неограниченный твердый раствор А в В или В в А, что в данном случае одно и тоже (a= А(В) º В(А)). Линию L называют линией ликвидус. Она отражает температуры начала процесса кристаллизации. Выше этой линии сплав любого состава находится только в жидком состоянии. Линия S является линией солидус. Эта линия отражает температуры завершения процесса кристаллизации. Ниже её все сплавы находятся только в твёрдом состоянии. Точка А соответствует температуре кристаллизации (плавления) чистого компонента А, а точка В - температуре кристаллизации (плавления) чистого компонента В. Между линиями ликвидус и солидус все сплавы находятся в двухфазном состоянии (Ж + a). Как видно из диаграммы, сплавы любой концентрации, в отличие от чистых компонентов, кристаллизуются в некотором интервале температур.

Рассмотрим процесс затвердевания сплава произвольной концентрации К₁. Выше точки 1 этот сплав находится в жидком однофазном состоянии. При температуре, соответствующей точке 1, в жидком расплаве появляются зародыши кристаллов твердой a-фазы. По мере уменьшения температуры от точки 1 до точки 2 доля кристаллов a-фазы нарастает, а количество жидкой фазы уменьшается. В точке 2 процесс кристаллизации полностью завершается и ниже этой точки, вплоть до комнатной температуры, сплав состоит только из зёрен твердой a-фазы.

Кривая охлаждения для данного сплава выглядит следующим образом:

Как видно из графика, на участке 1-2, который соответствует процессу кристаллизации, скорость охлаждения сплава уменьшается. Это обусловлено выделением скрытой теплоты кристаллизации при переходе сплава из жидкого состояния в твёрдое.

После завершения процесса кристаллизации скорость охлаждения сплава восстанавливается.

В процессе кристаллизации изменяется не только количество жидкой и твёрдой фаз, но и химический состав этих фаз. Определить относительное количество и химический состав обеих фаз при любой температуре в интервале кристаллизации можно с помощью правила отрезков.

Дата добавления: 2014-01-11