78

m1 и m2 — массы кристаллов соединения АxВy и расплава соот- ветственно.

Тогда правило рычага можно записать в виде

	m1	=	f0f1	(3.141)
			f0f2
	m2

Длина отрезков f0f1 и f0f2 определяются разностью Y0 - Y1 и Y2 - Y0. Решая совместно уравнения (3.140) и (3.141), находим величины m1

иm2, если заданы m0, Y1 и Y2.

3.7.4.Диаграммы состояния с неограниченной растворимостью компонентов в жидком и твёрдом состояниях

Твёрдыми растворами называются однородные (гомогенные) системы переменного состава, состоящие из двух и более компо- нентов, относительное количество которых могут изменяться в широких пределах. Различают твёрдые растворы внедрения и замеще- ния. Если частицы (атомы, молекулы или ионы) одного компонента разме- щаются между узлами кристаллической решетки другого компонента, то их называют твёрдыми растворами внедрения. Такие растворы получа- ются при растворении в металлах неметаллов — бора, водорода, углерода, азота. В твёрдых растворах замещения частицы (атомы или ионы) одного компонента замещают в узлах кристаллической решетки частицы другого компонента. В таких растворах тип решетки и число атомов сохра- няются, но изменяются ее плотность и объём. Для образования твёрдых растворов замещения необходимо выполнение ряда условий: оба ком- понента А и В должны иметь одинаковый тип химической связи, близость ионных или ковалентных радиусов, одинаковый тип кристаллической решетки, сходство симметрий и размеров кристаллических ячеек. Эти ус- ловия имеют чисто качественный характер и не всегда выполняются.

Твёрдые растворы могут образовывать как химические соеди- нения (например NaCl – KCl; K2SO4 – Rb2SO4), так и простые веще- ства (Cu – Au; Ag – Pt). К твёрдым растворам относятся и бертол- лиды, кристаллические структуры которых отличаются от кристал- лических структур исходных компонентов.

Бертоллидами называют твёрдые фазы переменного состава, кото- рые характеризуются максимумом (или минимумом) на линиях ликвиду- са и солидуса, не отвечающим определенному химическому соединению со стехиометрическим соотношением компонентов.

Типы диаграмм состояния твёрдых растворов.

Рассматривая изотермы изобарного потенциала жидких и твёрдых растворов, Розебом теоретически вывел пять возмож- ных типов диаграмм состояния (рис. 3.13).

79

Т	I		Т	II	ж	ж+α	Т III	ж	ж+α
	ж			ж+α
	ж+α
		α				α	ж+α		α
	А		В	А		В	А		В
	Т	IV	ж			Т V	ж
		ж+α				ж+α
			ж+β	β		α	ж+β		β
		α	α+β			α+β
		А		В		А			В
	Рис. 3.13. Типы диаграмм состояния твёрдых растворов по
				Розебому: тип
		I – III — непрерывные твёрдые растворы;
		IV, V — ограниченные твёрдые растворы

На рис. 3.14 представлена диаграмма I-го типа по Розебому

(рис. 3.13, I). Нижняя кривая ТАС0ТВ — линия солидус. Она показывает конец кристаллизации α-твёрдых растворов. При температурах ниже этой кривой все сплавы однофазны и находятся в твёрдом состоянии. Верх-

нюю кривую ТАа0ТВ называют линией ликвидуса. Она показывает,

как изменяется температура начала кристаллизации сплавов в зависимо- сти от их состава. Выше этой линии находится область жидких растворов.

Между кривыми солидуса и ликвидуса все сплавы двухфазные (в равновесии находятся жидкость и α-твёрдый раствор). Интервал температур между линиями солидуса и ликвидуса называется интер- валом кристаллизации. Рассмотрим охлаждение расплава обозначен- ного фигуративной точкой М. При температуре ТА в точке а0 начина- ется кристаллизация твёрдого раствора и образуется двухфазная сис- тема, состоящая из расплава, состав которого соответствует Y0, а со- став твёрдого раствора определяется точкой а2 (Y3). В интервале тем- ператур от ТА до ТС система остаётся двухфазной (Ф = 2) одновари- антной: С = 3 - 2 = 1. При этом каждой температуре соответствуют определённые составы жидкого и твёрдого растворов. Так, система состава Y0 в точке b0 состоит из двух фаз: жидкого раствора соста- ва Y1 (точка b1) и твёрдого раствора α состава Y2 (точка b2).

В соответствии с правилом рычага (3.141) для точки b0 имеем: