Гоувпо «воронежская государственная технологическая академия» Ю. П. Земсков, Л. Б. Лихачева

Диаграммы состояния с ограниченной растворимостью компонентов с перитектикой.
В данной системе компоненты А и В ограниченно растворяются друг в друге. Компонент В, растворяясь в А, образует твердый раствор ά с предельной растворимостью по линии вв^´. Компонент А до 45% растворяется в В, образуяы твердый раствор β с максимальной растворимостью по линии dd^´.

При температуре t_р на линии вdp происходит перитектическая реакция. Физическая сущность этого превращения состоит в том, что ранее выпавшие кристаллы ά концентрации в и взаимодействуют с жидкостью концентрации р , образуя кристаллы твердого раствора β концентрации d.

В сплаве II перитектического состава концентрации dd^´ перитектическая реакция завершается образованием однофазной структуры кристаллов β (предельная концентрация растворения – β_d). Количество фазы при этом β


Q _β =

Сплав II – единственный, где реакция идет без остатка фаз. В сплавах левее этого сплава будет избыточное количество кристаллов ά. Для полной реакции требуется Q _а = , а в сплавах I Q _а = , т. е. в сплаве I кристаллов ά больше, чем необходимо для реакции. Поэтому в результате перитектической реакции в сплаве останутся избыточные первичные кристаллы ά (см. рис. 3, а).

При кристаллизации сплава III (рис. 3, б) выделившиеся в интервале температур 3 -4 кристаллы ά прореагируют с жидкостью и образуют кристаллы β. При дальнейшем охлаждении в интервале температур 4 – 5 из жидкости будет продолжать кристаллизоваться β – твердый раствор.
Применим правило фаз для сплава I:
- при температуре t₁ он двухфазен (ά_а + жидкость) С = 2 – 2 + 1 = 1,
- при температуре перитектического превращения присутствуют три фазы жидкость, ά и β – твердые растворы
С = 2 – 3 + 1 = 0.
В первом случае кристаллизация должна происходит в интервале температур. На кривой охлаждения появляется точка перегиба I. Перитектическая реакция должна происходить при постоянной температуре. На кривой охлаждения появляется горизонтальная площадка.
Диаграммы состояния с неустойчивыми химическими соединениями, образующимися по перитектической реакции.
При охлаждении сплава I, при температуре t_р (рис. 4, а) по перитектической реакции образуется химическое соединение
Ж_р + А_в (А_m B_n)_d.
При нагреве химическое соединение устойчиво только до температуры 2 (t_р), в то время как весь сплав перейдет в жидкое состояние только при температуре I. Для полного завершения перитектической реакции с образованием химического соединения без остатка фаз требуется
Q _А = , Q _Ж = .
В доперитектических сплавах (сплав II) после перитектической реакции будут в избытке кристаллы А, так как их количество в этом сплаве определяется отношением
Q _А =

В заперитектических сплавах (сплав III) по завершении перитектической реакции в избытке останется жидкость, следовательно

Q _Ж = .
При дальнейшем охлаждении в интервале температур 4 -5 из жидкости будет кристаллизоваться химическое соединение (А_m B_n). Кристаллизация сплава III завершится на линии аес образованием эвтектики Ж_р Э (А_m B_n + В). На рис. 4, б по перитектической реакции на линии вdp происходит образование промежуточной фазы А_в + Ж_р G.

Рис. 4. Диаграммы состояния с неустойчивыми химическими соединениями, образующимися по перитектической реакции.