4.4.1. Диаграмма состояния для сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов (I рода)

Общетехнические дисциплины / Материалловедение / 4.4.1. Диаграмма состояния для сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов (I рода)

Оба компонента в жидком состоянии, неограниченно растворимы, а в твердом состоянии нерастворимы и не образуют химических соединений.

Компоненты: вещества А и В (k = 2).

Фазы: жидкость L, кристаллы А и кристаллы В (максимальное значение f = 3).

Диаграмма состояния имеет вид (рис. 4.4). Линия АСВ является линией ликвидус (начало кристаллизации), линия DCE – линией солидус (конец кристаллизации).

На линии АС при охлаждении начинают выделяться кристаллы А, а на линии СВ – кристаллы В. На линии DCE из жидкости концентрации С одновременно выделяются кристаллы А и В.

Если взять какой-нибудь сплав, например сплав I, то кривая охлаждения для него будет иметь вид, показанный на рис. 4.5, а. На этой кривой участок 0 — 1 соответствует

охлаждению жидкого сплава, участок 1 — 2 – выделению кристаллов А, участок 2 — 2′ – совместному выделению кристаллов А и В и участок 2′ — 3 – охлаждению твердого тела.

Подпись:

В, % →
Рис. 4.4 - Диаграмма состояния для сплавов I – III Механическая смесь двух (или более) видов кристаллов, одновременно кристаллизовавшихся из жидкости, называется эвтектикой.

Кривая охлаждения сплава эвтектической концентрации показана на рис. 4.5, б. На кривой охлаждения отрезок 0 — 2 соответствует охлаждению жидкого сплава, отрезок 2 — 2′ – кристаллизации эвтектики и 2′ — 3 – охлаждению закристаллизовавшегося сплава. Сплав I можно назвать доэвтектическим, сплав II – эвтектическим и сплав III – заэвтектическим

Кривая охлаждения заэвтектического сплава изображена на рис. 4.5, в. На кривой охлаждения отрезок 0 — 1 соответствует охлаждению жидкости, отрезок 1 — 2 – выделению кристаллов В, отрезок 2 — 2′ – кристаллизации эвтектики и отрезок 2′-3 – охлаждению закристаллизовавшегося сплава.

На рис. 4.6 приведены микроструктуры реальных сплавов системы Рb — Sb.

На диаграмме состояний (см. рис. 4.4) показаны области существования различных фаз. Ниже эвтектической горизонтали DCE находятся две фазы – кристаллы А и В. Левее эвтектической концентрации из жидкости выделяются вначале кристаллы А, а

затем эвтектика. Поэтому структурное состояние доэвтектического сплава можно обозначить через А + эвтектика (А+ В) и заэвтектического – В + эвтектика (А + В), хотя и в том и в другом случае в сплаве две фазы: А и В.