Диаграмма состояния для сплавов, компоненты которых неограниченно растворимы в твердом состоянии (II рода)

Оба компонента сплава (А и В) неограниченно растворимы в жид­ком (L) и твердом состоянии и не образуют химических соединений. Диаграмма имеет простой вид и показана на рис. 1.9, а, где ли­ния АmВ - ликвидус, АnВ - солидус.

Рис. 1.9. Диаграмма состояния II рода

(а), кривые охлаждения сплавов I, II, III и схемы их структур (б)

Структура всех этих сплавов однофазная и состоит из зерен, кото­рые представляют собой твердый раствор одного компонента в другом (рис. 1.9, б). Из кривых охлаждения сплавов видно, что до точки 1 про­исходит охлаждение жидкого сплава, на участке 1 – 2 - кристаллизация твердого раствора, а ниже точки 2 - охлаждение уже твердого вещества.

Рассмотрим процесс затвердевания одного из сплавов этой систе­мы. Кристаллизация сплава I начинается при температуре t₁ Из жид­кой фазы состава m выделяются кристаллы твердого раствора соста­ва n, обогащенные компонентом В.

При дальнейшем охлаждении до температуры t₂ в равновесии с жидкостью состава q находятся кристаллы твердого α-раствора со­става p. При кристаллизации сплава I состав жидкости непрерывно меняется по линии ms, а твердого раствора - по линии n2_I. В результате медленного охлаждения в равновесных условиях успевает про­изойти диффузионное перераспределение компонентов между жид­кой и твердой фазами. Поэтому к моменту окончания процесса кри­сталлизации при температуре t₂ все зерна твердого раствора будут иметь одинаковый состав.

В соответствии с правилом отрезков количество жидкости равно соотношению Kp:qp, количество твердой фазы - qK:qp.

В реальных условиях охлаждения состав кристаллов получается неоднородным. Это происходит потому, что скорость кристаллиза­ции больше скорости диффузии и у кристаллов, образующихся при температуре выше t₄, не успевает произойти диффузионное перерас­пределение компонентов. Внутренние участки кристалла обогащают­ся тугоплавким компонентом В, а наружные - компонентом А. Такая неоднородность химического состава называется внутрикристаллической, или дендритной, ликвацией. Ликвация чаще всего играет отри­цательную роль, так как ухудшает технологические и механические свойства сплавов.

Диаграммы такого типа имеют системы Ni-Cu, Ag-Au, Mo-V, Mo-W и др.