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).

Рис.1.31. Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью и

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 Сявляется 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 Столько 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.