Диаграммы состояния сплавов с ограниченной растворимостью

В твердом состоянии металлы обычно ограниченно растворимы друг в друге. Различают три типа таких сплавов: 1) с ограниченной растворимостью компонентов и эвтектическим превращением; 2) сплавы практически не растворимых в твердом состоянии компонентов с эвтектическим превращением; 3) с ограниченной растворимостью и перитектическом превращением. Ко второй группе относятся и сплавы, в которых растворимость в твердом состоянии зависит от температуры (рис.1.31).

Эвтектикой называют высокодисперсную механическую смесь нескольких твердых фаз, одновременно кристаллизирующихся при постоянной температуре (эвтектическое превращение).

эвтектическим превращением

На диаграмме состояния сплав второго типа, видно, что максимальная растворимость В в А и А в В наблюдается при Т (точки С и Е, соответственно). При понижении температуры растворимость уменшается и в нормальных условиях соответствуют точкам F и G. Сплав состава С является самым легкоплавким - эвтектическим. Сплавы из области левее D до С - доэвтектические; из области DE - заэвтектические. Линия , . Левее линии наблюдается твердый раствор В в А, правее - раствор А в В , кривые охлаждения не имеют горизонтального участка. Сплавы других составов имеют на кривой Т( ) перегиб, соответствующий сосуществованию твердой и жидкой фаз и горизонтальный участок при Т (для С только он). Согласно теории кристаллизации эвтектик, вначале зарождается одна из фаз. Выпадение кристаллов твердого раствора (на основе А) вызывает смещение состава расплава в пользу компонента В. Это вызывает кристаллизацию -раствора, смещая систему в сторону А компоненты. Такая поочередная кристаллизация дает гомогенную мелкодисперсную механическую смесь. Содержание эвтектики, имеющейся в каждом до- и заэвтетическом сплаве, определяется по правилу рычага.

Подобный вид имеют диаграммы состояния сплавов, компоненты которых практически не растворимы в твердом состоянии. Кристаллическими фазами в них являются не твердые растворы, компоненты А и В, состав эвтектики - А+В.

Для некоторых сплавов с ограниченной растворимостью (Cu-Zn, Cu-Sn) наблюдается перитектическое превращение, т.е. образование одной из кристаллических фаз за счет взаимодействия другой кристаллической фазы с расплавом. ус, ус, CDE - линия перитектического превращения по уравнению: . Т.е. при взаимодействии жидкости состава С с кристаллами раствора состава Е образуются кристаллы - раствора D. При - const в системе существуют 3 фазы: жидкая и 2 твердых раствора.