2.2. Сплавы с отсутствием растворимости в твердом состоянии (дс I типа)

2.2.1. Условия получения дс I типа

Диаграммы состояния I типа характерны для компонентов, неограниченно растворимых (в любых соотношениях) в жидком состоянии и совершенно нерастворимых в твердом состоянии (имеют разные типы кристаллической решетки ил решетки одинаковые, но резко отличаются друг от друга по своим параметрам). Пример: диаграмма состояния сплавов системы Pb (свинец) – Sb (сурьма).

2.2.2. Вид дс и смысл линий

Рис.1. Диаграмма состояния свинец (Pb) –сурьма (Sb) и кривые охлаждения

1) АСВ - линия ликвидус, геометрическое место точек температур начала кристаллизации и предельное насыщение жидкой фазы (% Pb или Sb в жидкости).

2) DСЕ - линия солидус (температуры конца кристаллизации и предельных концентраций компонентов в твердом растворе), так как вещества в твердом состоянии нерастворимы, то в этой системе в качестве фаз существуют только чистые металлы – Pb и Sb: точки D и E. DCE является также линией эвтектического превращения.

2.2.3. Области диаграммы состояния

Линии на диаграмме состояния выделяют области одинакового фазового состава. Выше АСВ находится область ненасыщенного жидкого раствора одного компонента в другом – L. Область АСD содержит L+Pb_I , CBE – L+Sb_I.

2.2.4. Кристаллизация различных сплавов в системе

Кристаллизация сплавов с различным содержанием Sb и фазовые превращения, происходящие в системе, приведены в табл. 1. Кривые охлаждения сплавов, построенные с учетом правила фаз и масштабного треугольника изображены (рис.1).

При построении кривых охлаждения необходимо учитывать темп кристаллизации, который характеризует интенсивность увеличения в сплаве количества выделившейся фазы при понижении температуры. Численно он равен количеству выделившейся фазы на середине интервала кристаллизации. Если это количество составляет больше 50%, то темп кристаллизации высокий (на кривой охлаждения появляется выгиб), если меньше 50% - низкий (на кривой - прогиб).

Таблица 1. Фазовые превращения в системе

№ сплава	Состав сплава	Температура кристаллизации, t	Число степеней свободы с=k-f+1	Фазовый переход	Темп кристаллизации
1	100% Pb	327°C	c=1-2+1=0	L→Pb	–
2	5%Sb+95%Pb	t>t1 t1-t2 tэвт=245°C t2-t3	c=2-1+1=2 c=2-2+1=1 c=2-3+1+0 c=2-2+1=1	охлаждение L1-CPbI LCэвк(Pb+Sb) охлаждение	– bc/ac<50% – –
3	13%Sb+87%Pb	t >245°C tэ=245°C t<245°C	c=2-1+1+2 c=2-3+1=0 c=2-2+1=1	охлаждение LCэвк(Pb+Sb) охлаждение	– – –
4	40%Sb+60%Pb	t> t1 t1-t2 tэвт=245°C t<245°C	c=2 c=2-2+1=1 C=0 C=1	охлаждение L1-CSbI LCэвт(Pb+Sb) охлаждение	– ab/ac<50% – –