Основные типы диаграмм двойных сплавов.

Составленную по опытным данным диаграмму со­став— свойство для той или иной системы можно чи­тать подобно раскрытой книге — анализировать по ней состояние данной системы при различных температурах и процентных соотношениях.

На основе сказанного выше ясно, что область диаг­раммы, лежащая над верхней кривой, называемой лик­видус, соответствует однофазному жидкому состоянию изучаемой системы, т. е. раствору (для солей), рас­плаву (для металлов). Область, лежащая под нижней кривой, называемой солидус и вырождающейся иногда в прямую, соответствует твердому состоянию (в приве­денном примере — эвтектическому сплаву, системе — двухфазной).

Область диаграммы, заключенная между кривыми ликвидус и солидус, соответствует сосуществованию твердого и жидкого состояний (двухфазному состоянию).

Существуют три основных «чистых» типа диаграмм со­стояния: для системы, образующей сплав-эвтектику, для системы, образующей наряду с эвтектикой и сплав — хи­мическое соединение, и для системы, образующей сплав — твердый раствор. Эти три типа диаграмм представлены на рисунке 14, а, б, в.

Рассмотрим диаграмму состояния системы, образую­щей при затвердевании сплав-эвтектику (рис. 14, а). Область I соответствует жидкому состоянию системы в виде расплава двух компонентов; область II — сосу­ществованию этого расплава и кристаллов компонен­та А; область III — сосуществованию расплава двух компонентов и кристаллов компонента В. В самой ниж­ней точке кривой ликвидус — точке, отвечающей на оси ординат эвтектической температуре, а на оси абсцисс эвтектическому процентному составу, компоненты А и В как бы меняются своими ролями. Если при составах, отвечающих левой части диаграммы, компонент А иг­рает роль растворителя по отношению к компоненту В, то при составах, отвечающих правой части диаграммы, роль растворителя переходит к компоненту В, компо­нент же А играет роль растворенного вещества. Из приведенной диаграммы следует, что перемена ролей двух компонентов не обязательно происходит при равной кон­центрации их.

Область IV диаграммы отвечает твердому состоянию системы в форме мелкокристаллической эвтектической смеси кристаллов А и кристаллов В с вкраплением в нее кристаллов компонента А (в левой части области) и кристаллов компонента В (в правой части области). Лишь при точно эвтектическом процентном составе (Э%) эвтектическая смесь свободна от включений ком­понентов А и В.

Диаграмма состояния системы, образующей при за­твердевании наряду с эвтектикой и химическое соедине­ние (рис. 14,6), отличается тем, что кривая ликвидус состоит не из двух ветвей, как в предыдущем случае, а из четырех; кривая же солидус — из двух несовпадаю­щих прямых. Верхняя точка отвечает температуре плав­ления химического соединения А_N В_M, образуемого ком­понентами А и В при определенном процентном соот­ношении. Если через эту точку провести ординату, отвечающую этому соотношению, то вся диаграмма разо­бьется на две части, каждая из которых похожа на пре­дыдущую диаграмму и анализируется аналогично ей. Рассмотрим левую часть. Область I — расплав двух компонентов; область II — сосуществование их расплава и кристаллов компонента А, играющего роль раствори­теля; область III — сосуществование их расплава и кристаллов соединения А_NВ_M, область IV — твердое со­стояние системы: эвтектическая смесь кристалликов ком­понента А и кристалликов химического соединения с вкраплением в нее кристаллов компонента А (в части диаграммы левее эвтектического состава) и кристаллов соединения А_NВ_M (правее эвтектического состава).

Рассмотрим правую часть диаграммы. Область IIа сосуществование расплава двух компонентов А и В и кристаллов соединения А_NВ_M; область IIIa — сосущест­вование их расплава и кристаллов компонента В; об­ласть IVa — эвтектическая смесь кристалликов соеди­нения А_NВ_M и компонента В с вкраплением: левее вто­рого эвтектического состава — кристаллов соединения, правее — кристаллов компонента В.

Диаграмма состояния системы, образующей при за­твердевании твердый раствор (рис. 14, в), отличается от двух предыдущих тем, что кривая ликвидус не имеет ни минимумов, ни максимумов; кривая же солидус здесь вполне соответствует своему названию (на предыдущих диаграммах она имела вид прямых линий). Область I диаграммы — однофазный расплав двух компонентов; область II, напоминающая по форме линзу,— сосущест­вование расплава и кристаллов твердого раствора (вклю­чающих в свои элементарные ячейки атомы двух ком­понентов меняющейся пропорции), т. е. двухфазная си­стема; область III отвечает твердому состоянию системы, В данном случае однофазной, т. е. сплаву — твердый раствор.