Диаграмма состояния системы с химическим соединением
Диаграмму состояния сплавов, в которых присутствует устойчивое химическое соединение АmВn, можно разделить на две части (рис. 9). Одна часть – это диаграмма системы, компонентами в которой являются А и химическое соединение АmВn, а другая часть - диаграмма системы, компонентами в которой будут химическое соединение АmВn и В. Каждая часть представляет собой диаграмму с механической смесью компонентов в твердом состоянии при полном отсутствии взаимной растворимости.
Рис. 9 Диаграмма состояния системы с устойчивым
химическим соединением
Вертикальная
линия на диаграмме Т
NPС
соответствует химическому соединению
АmВn
стехиометрического
состава, устойчивого вплоть до температуры
плавления Т
.
Процесс кристаллизации сплавов данной системы происходит аналогично процессу кристаллизации сплавов, компоненты которых в твердом состоянии взаимно не растворяются друг в друге и кристаллизуются с образованием эвтектики.
Диаграмма состояния системы, компоненты которой претерпевают полиморфные превращения
Многие металлы в зависимости от температуры обладают полиморфизмом, т.е. имеют способность существовать в твердом состоянии в различных аллотропических модификациях, которые отличаются друг от друга типом кристаллической решетки. Различные модификации одного и того же металла принято обозначать буквами греческого алфавита , , , ..., причем самая низкотемпературная модификация обозначается первой буквой, а модификации, устойчивые при более высоких температурах, обозначаются последующими буквами алфавита.
Диаграмма состояния системы, в которой высокотемпературные модификации компонентов обладают неограниченной растворимостью, а низкотемпературные - ограниченной, приведена на рис. 10. В результате первичной кристаллизации все сплавы этой системы образуют однородный -твердый раствор.
Рис. 10 Диаграмма состояния сплавов с полиморфным превращением
С понижением температуры из -твердого раствора в зависимости от состава сплава могут выделяться - или -фазы вследствие ограниченной растворимости компонентов А и В в низкотемпературной области. При переохлаждении ниже линии PE выделяется -фаза, а ниже линии FE – -фаза.
При достижении линии MEN -твердый раствор, состав которого отвечает точке E, при постоянной температуре претерпевает превращение:
E ↔ (αМ + βN)
Эвтектоид
Такое превращение, происходящее путем распада твердого раствора на смесь из двух других твердых фаз, называется эвтектоидным, а полученная смесь кристаллов – эвтектоидом. Сплавы, расположенные левее точки Е, называются доэвтектоидными, отвечающие точке Е – эвтектоидными, а лежащие правее точки Е заэвтектоидними.
Из диаграммы видно что полиморфное превращение γ → α (сплав I) γ → β (сплав II) при охлаждении в условиях, близких к равновесному, протекает в интервале температур (от точки 3 до точки 4) и сопровождается диффузионным превращением компонентов между обеими фазами в твердом состоянии. Кристаллизация всех сплавов в этой системе с образованием конечных структур может быть описана по аналогии с системой, представленной на рис. 8, только в структуре вместо эвтектики будет присутствовать эвтектоид. Строение эвтектоида всегда тоньше, чем эвтектики. Причем, чем больше степень переохлаждения γ–твердого раствора, тем дисперстнее фазы, образующие эвтектоид.