Диаграмма состояния сплавов, образующих твердые растворы ограниченной растворимости (III рода)

Оба компонента неограниченно растворимы в жидком состоянии, ограниченно в твердом и не образуют химических соединений. Диаграмму III рода образуют, например, сплавы систем: “олово — висмут”, “свинец — олово”.




В данном случае фазовые превращения рассматриваются на примере двух компонентов А и В , которые образуют друг с другом твердые растворы ограниченной растворимости a и b (рисунок 26): a — твердый раствор компонента В в А; b — твердый раствор компонента А в В.

Максимальное число фаз — три (Ф = 3): жидкий раствор (ж), a и b — твердые растворы.

Линии на диаграмме: АЕВ -ликвидус; АDECB — солидус; DF – предельной растворимости компонента В в А; CG — предельной растворимости компонента А в В; DEC — эвтектического превращения; точка С -эвтектическая точка.

Эвтектика представляет собой мелкозернистую механическую смесь кристаллов a и b — твердых растворов.

Растворимость компонентов В в А переменная от температуры. Чем ниже температура, тем меньше может раствориться компонента В в кристаллической решетке компонента А. Поэтому по мере охлаждения в сплавах, с концентрацией компонентов правее точки F, будут выделяться вторичные кристаллы b, которые обозначаются символом bII в отличие от первичных кристаллов b (bI) , выделяющихся из жидкой фазы. Точка D показывает максимально предельную растворимость компонента В в А, а точка F — максимальную растворимость при комнатной температуре.

Растворимость компонента А в В (в данном примере) постоянна и не зависит от температуры (линия CG — вертикальная), выделений вторичных

a — кристаллов по мере охлаждения сплавов не происходит.

Кристаллизация сплава I. Выше точки 1 сплав находится в жидком состоянии. В точке 1 начинается процесс кристаллизации сплава образованием a — твердого раствора. В точке 2 процесс кристаллизации заканчивается. Образовавшиеся кристаллы не претерпевают изменений до точки 3, лежащей на линии предельной растворимости. Ниже точки 3 a — твердый раствор является пересыщенным и выделяются избыточные кристаллы bII — твердого раствора. Состав a — твердого раствора изменяется по кривой 3 — F по мере увеличения bII фазы.

Кристаллизация сплава II. В точке 4 начинается процесс кристаллизации образованием a — твердого раствора. По мере охлаждения сплава до точки 5 состав жидкой фазы приближается к эвтектическому и в точке 5 происходит эвтектическое превращение:

  • ЖЕ -> Э (aD + bC).
  • ЖЕ – жидкая фаза состава точки Е;
  • aD — твердый раствор состава точки D;
  • bC — твердый раствор состава точки С.

Эвтектическое превращение идет при постоянной температуре (С = 0).

Ниже точки 5 вследствие изменения растворимости из a — твердого раствора выделяются вторичные кристаллы bII.




Лекции и краткая теория по экономике, материаловедению, электротехнике и ТКМ