М у н д а р и ж а I боб. Металларнинг кристалл тузилиши ва кристалланиш поцесси

78-раем. P b—Sb қотишмаларининг ҳолат диаграммаси ва I, II ҳамда III қотишмаларнинг совиш эгри чизиқлари.
Диаграммадаги АС В — ликвидус чизиғи, DCE — солидус чизиғи. Суюқ қотишма совитилганда АС чизиғида Рb кристаллари, СВ чизиғида эса Sb кристаллари ажралиб чиқа бошлайди. ОСЕ чизиғида бир вақтнинг ўзида ҳам Рb кристаллари, ҳам Sb кристаллари ажралиб чиқади. Агар биз муайян концентрацияли бирор қотишмани, масалан, 13% Sb ва 87% РЬ дан иборат эвтектик қотишмани олсак, унинг совиш эгри чизири 78- расм, а да тасвирланганидек бўлади, Бу эгри чизиқдаги 1— 2 кесма эвтектика хосил бўлишини, 2 — 3 кесма эса эвтектиканинг совишини ифодалайди. 78- расм, б да 5% Sb ва 95% РЬ дан иборат қотишманинг совиш эгри чизиғи тасвирланган. Бу эгри чизиқдаги 1 — 2 кесма Рb кристалларининг ажралиб чиқишини, 2~3 кесма РЬ кристаллари билан Sb кристалларининг биргаликда ажралиб чиқишини, 3 — 4 кесма эса қаттиқ қотишманинг совишини ифодалайди.
78- расм, б дан кўриниб турибдики, суюқ қотишмадан аввал Рb кристаллари ажралиб чиқади, шундан кейин қолган суюқ қотишмадаги Рb ва Sb компонентлар бир вақтда кристаллана бошлайди. Охирида қотишма тамомила кристалланиб бўлади. 78- расм, б даги 3 — 4 шаклда Рb нинг бирламчи кристаллари (Рb) ва Рb кристаллари билан Sb кристалларининг механик аралашмаси (Pb. + Sb) яққол -кўриниб турибди.
Суюқ қотишмадан бир вақтнинг ўзида кристалланган икки ёки ундан ортиқ хил кристалларнинг механик аралашмаси эвтектика деб аталади.
78- расм, в да III қотишманинг (эвтектикадан кейинги — 30% Рb ва 70% Sb дан иборат қотишманинг) совиш эгри чизиғи тасвирланган. Бу эгри чизиғидаги 1-2 кесма Sb кристалларининг ажралиб чиқишини, 2" —3" кесма эвтектика ҳосил бўлишини, 3" — 4" кесма эса кристалланиб бўлган қотишманинг совишини акс эттиради.
Демак, совиш эгри чизиқлари 78-расмда тасвирланган I қотишмани эвтектик кртишма деб, II қотишмани эвтектикагача бўлган қотишма деб, III қотишмани эса эвтектикадан кейинги қотишма деб аташ мумкин.
79- расмда Pb = Sb қотишмаларининг микроскопик тузилиши тасвирлангаи.79- расм. Pb — Sb қотишмаларининг микроскопик тузилиши а — эвтектикагача бўлган қотишма; б — эвтектик котищма; в —эвтектикадан кейинги қотишма. х 100.
Қўрғошин—сурьма қотишмалари ҳолат диаграммасининг қайси соҳасида қандай фазалар бқлиши шу диаграмманинг ўзида (78- расм) кўрсатилган.
Кесмалар қоидаси. Қотишманинг кристалланиш процессида фазаларнинг концентрацияси ҳам, миқдори ҳам ўзгаради. Холат диаграммасининг исталган нуқтасида, масалан, бир вақтнинг ўзида икки фаза мавжуд бўлса, шу нуқтадаги қар қайси фазанинг миқдори ва концентрациясини кесмалар қоидасидан, бошқача қилиб айтганда, ричаг қоидасидан фойдаланиб аниқлаш мумкин.
Буни конкрет бир мисолда кўриб чиқайлик. Бунинг учун юқорида кўриб ўтилган Рb— Sb системасини олиб, унинг холат диаграммасини яна чизиб кўрсатамиз (80- расм). | қотишманинг температурадаги холатини кўрсатувчи а нуқтада қотишма Рb кристаллари билан суюқ фазадан иборатдир. т нуқтадан юқорида қотишма фақат бир фазадан — суюқ фазадан иборат бўлади ва бу фаза компонентларининг концентрацияси т нуқтанинг концентрациялар ўқига туширилган проекцияси т' дан топилади. Суюқ қотишма совитилганда ундан Рb кристаллари ажралиб чиқади, натижада суюқ котишманинг таркиби ўзгаради, яъни унда Sb нинг концентрацияси ортади. t₁ температурада суюқ қот-ишмадаги Рb нинг концентрацияси с нуқтанинг концентрациялар ўқига туширилган проекцияси c' дан топилади; Рb нинг бу концентрацияси қўрғошиннинг t₁ температурада суюқ қотишма таркибида бўлиши мумкин бўлган энг кўп миқдоридир. Қотишма эвтектика температурасигача (24б°С гача) совитилса, суюқ фазанинг концентрацияси эвтектика концентрациясига тенг бўлиб қолади. Демак, | қотишма совитилганда суюқ фазанинг концентрацияси тс чизиғи бўйича ўзгаради. Ажралиб чиқадиган Рb кристаллари ўзгармас таркибга эгадир, яъни у тоза компонент (Рb) бўлиб, унинг концентрацияси b ' нуқтадан топилади, яъни у 100% га тенг бўлади.

80г расм. Pb— Sb системасининг холат диаграммаси.

t₁ температурадаги | қотишма учун иккала фазадаги компонентларнинг концент-рацияси (таркиби) b ва с нуцталарнинг концентрациялар ўқидаги проекциялари (b' ва с') дан топилади. Демак, b' нуқта тоза қўрғошинни, с' нуқта эса суюқ фазадаги қўрғошиннинг концентрациясини билдиради.
Айни температурадаги қотишмада мувозанатда турган қаттиқ фаза (Рb кристаллари) билан суюқ фаза ёндош фазалар деб, шу фазаларга тегишли нуқталар (b ва с) ёндош нуцталар деб, диаграммада ёндош нуқталарни тутащтирувчи чизиқ эса конода деб аталади. Фигуратив нуқта орқали ўтказилган бундай конода ёндош фазаларнинг концентрациясинигина эмас, балки уларнинг бир-бирига ёки бутун қотишма оғирлигига бўлган миқдорий нисбатларини хам аниқлашга имкон беради.
Масалан, | қотишмада т’ % Рb ва (100,— т’ )% Sb бор. Бинобарин, bс кесма хамма қотишманинг миқдорини (оғирлигини), bа кесма қотишмадаги сурьма миқдорини, ас кесма эса қотишмадаги қўрғошин кристаллари миқдорини ифодалайди. а нуқтада қотишма қўрғошин кристаллари билан с концентрацияли суюқ фазадан иборат. t₁ температурада суюқ фаза хамма қотишманинг қандай қисмини ташкил этишини билиш керак, дейлик. Хамма қотишманинг миқдорини Q билан, ажралиб чиққан қўрғошин кристаллари миқдорини эса х билан белгилаймиз. bас конодадаги bс кесма хамма қотишманинг оғирлигини, са кесма эса ажралиб чиққан қўрғошин кристаллари миқдорини ифодалагани' учун мана бундай ёза оламиз:

(1)
бундай;
х= Q
бўлади. нисбатнинг қийматини b, а ва с нуқталарнинг. Концентрациялар ўқига туширилган проекцияларидан топиш мумкин. Агар хамма қотишманинг оғирлиги (Q) маълум бўлса, а нуқтадаги Рb кристаллари миқдорини (оғирлигини) топиш қийин эмас.