Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых ограниченно растворимы в твердом состоянии и образуют эвтектику

Сплавы, составы которых расположены в областях твердых растворов аир (рис. 3.8), кристаллизуются точно также, как и сплавы предыдущей диаграммы состояния, т.е. в этих областях образуются однородные твердые растворы: а, на базе компонента А, с атомной решеткой, характерной для этого компонента, и р с атомной решеткой компонента В.

Предельная концентрация компонента А в фазе р определяется линией FQ и практически не изменяется. Твердый раствор компонента В в А является ограниченным раствором с переменной растворимостью, которая меняется по линии ЕР в зависимости от темпера-

Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых ограничено

Рис. 3.8. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых ограничено

растворимы в твердом состоянии и образуют эвтектику (растворимость двусторонняя, переменная, увеличивающаяся с повышением температуры):

I, II, III, IV, V — сплавы; Ж — жидкость; а, |3 — твердые фазы; Л, В, С, Е, P,Q — точки диаграммы состояния; ха, х, — состав сплава I

туры. Максимальное содержание компонента В в a-фазе определяется точкой Е и при охлаждении снижается до точки Р. Рассмотрим превращения сплава I состава хх. После полного затвердевания в точке 2 кристаллы имеют состав х] и сохраняют его до точки 3. При дальнейшем охлаждении концентрация компонента В в твердом растворе уменьшается до состава, соответствующего точке Р. Определим фазовое состояние сплава I для какой-либо температуры, например для /j. Проведем через точку т горизонтальную линию до пересечения с ближайшими линиями диаграммы состояния {ЕР и FQ); проекции точки пересечения (а, Ь) на ось концентраций укажут состав фаз, находящихся в равновесии при температуре tx.

Таким же образом можно определить состав фаз, находящихся в равновесии для любой температуры, — правило определения состава фаз.

Количественное соотношение (3- и a-фаз при /, определяется соответственно отрезками а—т и т—Ь] (в масштабе всего отрезка а— Ьх) — правило отрезков.

По мере уменьшения концентрации в твердом растворе компонент В выпадает в виде твердого раствора (3-состава, соответствующего точке Q. Выпадающие кристаллы твердого раствора (3 называются вторичными (так как они выпали из твердого раствора, а не из жидкого) и обозначаются (Зи. Конечная структура сплава I будет состоять из двух фаз а +п. Сплавы III называются эвтектическими

(наиболее легкоплавкими). Они кристаллизуются с одновременным выделением двух твердых фаз определенной концентрации: твердого раствора а состава точки Е и твердого раствора (3 состава точки F. Эвтектическая реакция протекает по схеме: [Ж] —н— [а? + (3?].

При эвтектической реакции одновременно существуют три фазы — жидкая и два твердых раствора, поэтому степень свободы равна нулю и реакция протекает изотермически и при постоянном составе реагирующих фаз. Эвтектические кристаллы а и b имеют форму пластин и равномерно чередуются между собой, образуя колонии.

В доэвтектическом сплаве II эвтектическому превращению предшествует выделение кристаллов а из жидкого раствора в интервале температур точек 4—5. В результате жидкая фаза обогащается компонентом В, и охлаждение до температур точки 5 приводит к образованию в сплаве двух фаз определенного состава аЕ + Ж. Количество жидкой фазы выражается отрезком 5—Е, а количество твердой фазы — отрезком 5—С.

При эвтектической температуре (точка 5) жидкий раствор превращается в эвтектику состава (ос?+13?). По мере охлаждения из твердого раствора а выделяются кристаллы (3, и при комнатной температуре структура сплава запишется в виде: ар + эвт.(а? + (3Q).

Для заэвтектического сплава IV кристаллизация в интервале температур точек 6—7 сопровождается выделением (3-фазы, богатой компонентом В, что приводит к обеднению жидкого раствора этим элементом. Состав выделяющихся кристаллов (3 изменяется от точки 6' до точки F, а состав жидкой фазы — от точки 6 до точки С. При охлаждении до температур точки 7 произойдет эвтектическое превращение: [Ж] эвт.(ос? + (3?). При комнатной температуре структура сплава будет иметь вид: (30 + эвтДос^ + (30).

Все сплавы составов от точки Рдо точки Q содержат структурную составляющую эвтектику, количество ее тем больше, чем ближе состав сплава к эвтектическому.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >