21.3. Анализ диаграммы состояния для сплавов с перитектическим превращением.

Диаграмма состояния с перитектическим превращением представлена на рис. 21.6. Подобная диаграмма образуется, когда коэффициенты распределения К₁>l; К₂<1 и когда жидкая фаза взаимодействуют с ранее образовавшимися кристаллами, образуя новую твердую фазу.

CDE — линия ликвидус, CGFE — линия солидус сплавов. Сплавы по концентрации левее точек D' и правее Н кристалли­зуется аналогично сплавам I и VI на рис. 21.5 и все, что касалось их кристаллизации, можно перенести на эти сплавы. Сплавы по концентрации, расположенные между точками D' и F' претер­певают особое превращение, с которым надлежит познакомиться подробней.

Рис.21.6. Диаграмма состояния для случая ограниченной растворимости ком­ понентов в твердом состоянии, когда имеет место перитектическое превра­щении (а), Кривые охлаждении сплавов I, II, III (б)

Рассмотрим кристаллизацию сплава I, состав которого, соответствует G'. Кристаллизация сплава начинается в точке 1₁ выделением твердой фазы переменного состава, как это легко можно установить, пользуясь правилом определения концентрации фаз. Выделяющаяся фаза представляет собой твердый раствор компонента А в В, который назовем . По мере кристаллизации -фаза меняет свой состав по проекции линии EF и при температуре t₂ в точке G имеет состав точки F'. Жидкая фаза при этой же температуре имеет состав D'. Количество жидкой и твердой фазы при этой температуре будет

.

При понижении температуры ниже точки 2₁ видим, что сплав I оказывается в однофазной области -кристаллов, которые у этого сплава, естественно, могли образоваться лишь в результате взаимодействия существующих ж и -фаз. Коротко сущность механизма образования -фазы у сплава I можно представить схемой . Это превращение перитектического типа.

Перитектическим называется превращение, когда две фазы определенного состава (жидкая и твердая) взаимодействуя при постоянной температуре, образуют одну новую фазу. Очевидно и в сплавах II и III, пересекающих линию DGF перитектического превращения, это превращение также имеет место. Если Вы четко усвоили правило отрезков для определения состава и количества фаз, то, пользуясь этим правилом, разобраться в сущности процессов, происходящих при температуре линии DF в сплавах II и III не представляет труда. Нужно при этом быть предельно внимательным.

21.4. Диаграммы состояния для сплавов, когда компоненты образуют химические соединения

На рис.21.7 представлена диаграмма состояния, когда компоненты сплава образуют стойкое химическое соединение А_тВ_п и нестойкое химическое соединение A_kB_i.

Рис. 21.7. Диаграмма состояния, когда компоненты А и В образуют

стойкое химическое соединение А_тВ_п и нестойкое химическое

соединение A_kB_i (а). Кривая охлаждения сплава II (б)

Если в системе образуется стойкое химическое соединение, его можно рассматривать как самостоятельный компонент. Тогда диаграмма на рис. 21.7 разбивается на две диаграммы состояния: 1) с компонентами А+А_тВ_п и 2) с компонентами А_тВ_п и В. Система А—А_тВ_п очень похожа на диаграмму, когда компоненты Рb и Sb не растворялись друг в друге в твердом состоянии.

Схема процесса кристаллизации сплава II дана на рис. 21.7,б. На рис. 21.7,б приведена схема кривой охлаждения, отмечены фазы при разных температурах и схемы структурных составляющих сплава после полного охлаждения. Для диаграмм состояний со стойкими химическими соединениями характерно наличие максимумов на линии ликвидус. При этом проекции точек максимумов на концентрационную ось соответствуют составам химических соединений. На базе химических соединений могут образовываться твердые растворы, что приводит к появлению новых линий и усложнению диаграммы состояния.