Диаграмма состояния I рода для механических смесей.
Примером диаграмм этого типа является диаграмма состояния сплавов системы Pb ‑ Sb. Диаграмма Pb ‑ Sb строится на основе использования кривых охлаждения, полученных методом термического анализа (рис.6.2).
Система сплавов Pb ‑ Sb включает в себя составы со 100% РЬ и 0 %Sb, т.е. чистый свинец, и со 100% Sb и 0% РЬ, т.е. чистую сурьму. Кривые охлаждения для этих чистых металлов имеют по одному горизонтальному участку, характеризующему температуру кристаллизации: соответственно для свинца 327°С и для сурьмы 631°С. На диаграмме состояния эти температуры находятся на осях ординат, где содержатся соответственно чистый свинец и чистая сурьма. Структура чистых металлов представляет собой однородные зерна.
Сплав, содержащий 13% Sb и 87% РЬ, также имеет один горизонтальный участок, т.е. одну критическую точку (245°С) - температуру кристаллизации этого сплава. Этот сплав характеризуется тем, что в нем происходит одновременная кристаллизация из жидкой фазы кристаллов РЬ и Sb с образованием механической смеси - эвтектики. Сам сплав с 13% Sb и 87% Рb является эвтектическим, а его микроструктура представляет собой попеременно чередующиеся выделения сурьмы в свинцовой основе (рис.6.2).
Рис.6.2. Диаграмма состояния, кривые охлаждения и схемы структур
сплавов системы Pb – Sb.
Кристаллизация любого сплава, имеющего 0% < Sb < 13%, начинается с выделения кристаллов Рb. Эти сплавы кристаллизуются в интервале температур, и на кривых охлаждения имеются две критические точки, соответствующие началу и концу кристаллизации (например, сплав с 5% Sb). Все они называются доэвтектическими сплавами, претерпевают эвтектическое превращение при охлаждении ниже температуры 245°С и имеют после окончательного охлаждения структуру Рb + Эвтектика(Рb + Sb). В этой структуре имеется две структурные составляющие: кристаллы Рb и эвтектика (Рb + Sb).
Кристаллизация любого сплава с концентрацией 100% > Sb > 13% начинается с выделения кристаллов Sb. Эти сплавы также кристаллизуются в интервале температур - начала и конца кристаллизации. При охлаждении ниже температуры 245°С в них протекает эвтектическое превращение. Эти сплавы называются заэвтектическими и имеют после охлаждения окончательную структуру Sb + Эвтектика (Рb + Sb). Структура заэвтектических сплавов состоит из двух структурных составляющих: кристаллов Sb и эвтектики (Рb + Sb).
Линия, ограничивающая на диаграмме область жидкой фазы сплавов, называется линией ликвидус.
Линия ликвидус – линия начала кристаллизации.
Линия, ограничивающая область полностью кристаллизовавшегося сплава от остальной области на диаграмме состояний, называется линией солидус.
Линия солидус – линия конца кристаллизации.
Диаграмма состояния II рода для неограниченных твердых растворов
Примером сплавов с такими диаграммами состояния являются сплавы системы Cu ‑ Ni.
Если два компонента (А и В) неограниченно растворяются в жидком и твердом состоянии, то они не могут образовывать собственных кристаллов при любой концентрации этих компонентов. Соответственно при кристаллизации в этих сплавах будут выделяться кристаллы α-твердого раствора, а следовательно, максимальное число фаз в этих сплавах в твердом состоянии - одна (α-твердый раствор). В этом случае кристаллизация всех сплавов будет протекать только в интервале температур и, соответственно, на диаграмме состояния отсутствует горизонтальная линия (рис.6.3).
На диаграмме присутствуют три области: область выше линии Аа'В - жидкость; область между линиями Аа'В и Аb'В - жидкость и твердый раствор. Ниже линии Аb'В - область твердого раствора. Линия Аа'В является линией ликвидус, а линия Аb'В - линией солидус.
Рис. 6.3. Диаграмма состояния, кривые охлаждения и схемы
структур сплавов с неограниченной растворимостью в твердом состоянии