Диаграмма с перитектикой
Оба компонента неограниченно растворимы в жидком состоянии, ограниченно в твердом и не образуют химических соединений.
Компоненты: A,В.
Фазы: L, α,
β.
В сплавах такого рода возможно существование: жидкой фазы, твердого раствора компонента B в A, который мы будем называть α-раствором, и твердого раствора компонента А в В, который обозначим через β. В этих сплавах возможно нонвариантное равновесие при одновременном сосуществовании трех фаз: L, α, β. В зависимости от того, какая реакция протекает в условиях существования трех фаз, могут быть два вида диаграмм: диаграмма с эвтектикой и диаграмма с перитектикой.
В сплавах такого рода возможно существование: жидкой фазы, твердого раствора компонента B в A, который мы будем называть α-раствором, и твердого раствора компонента А в В, который обозначим через β. В этих сплавах возможно нонвариантное равновесие при одновременном сосуществовании трех фаз: L, α, β. В зависимости от того, какая реакция протекает в условиях существования трех фаз, могут быть два вида диаграмм: диаграмма с эвтектикой и диаграмма с перитектикой.
Диаграмма с
перитектикой
При эвтектическом превращении жидкость кристаллизуется
с образованием двух твердых фаз. Возможен и другой тип нонвариантного
превращения (трехфазного равновесия), когда жидкость реагирует с ранее
выпавшими кристаллами и образует новый вид кристаллов L+ β→ α
Реакция подобного типа называется перитектической. Диаграмма с перитектическим превращением
показана на рис. На диаграмме показаны три однофазные области: жидкость L и ограниченные твердые растворы α
и β.
Линия ABCявляется линией ликвидус,
линия APDB— линией солидус.
Кристаллизация сплава
I.
Кристаллизация начинается в точке 1 , когда из жидкости выпадают
кристаллы β-раствора состава точки b. Затем по мере снижения
температуры жидкость меняет свою концентрацию по линии ликвидус от точки 1 до точки С, а кристаллы β
— по линии
солидус от точки bдо точки D. По достижении перитектической
горизонтали CPD состав жидкости будет отвечать
точке С, а состав кристаллов — точке D. Эти обе фазы реагируют и дают
третью фазу а, концентрация которой определяется точкой Ρ
— третьей
точкой на горизонтали. Перитектическая реакция изображается следующим образом:
LC+ βD→ α P или в более общем случае L+ β→ α так как точки Dи Ρ
показывают
предельную концентрацию твердых растворов β
и α
(для
простоты линии предельной растворимости даны вертикальными). Количественное
соотношение фаз при перитектической реакции, необходимое для образования α-фазы, определяется по правилу
отрезков соотношением
Количество β = CP
Количество L=PD
В рассматриваемом же сплаве количество участвующих в
перитектической реакции кристаллов β и жидкости определяется соотношением
Количество
β = C2
Количество L= 2D
т. е. в данном сплаве имеется избыток β-фазы по сравнению с тем
количеством, которое необходимо для образования α-кристаллов. Поэтому по
окончании реакции в избытке остаются β-кристаллы. Следовательно, в
структуре будут продукты перитектической реакции (т. е. α-кристаллы) и оставшиеся
избыточные первичные β-кристаллы. Чем ближе точка 2 лежит к точке P,
тем меньше в реакции остается избыточных β-кристаллов.
Для сплава, отвечающего по концентрации точке Р,
соотношение реагирующих при перитектическом превращении жидкости и β-кристаллов таково, что оно
как раз достаточно для образования α-кристаллов предельной
концентрации.
На рис. а показана кривая охлаждения
сплава I. Для перитектической кристаллизации (средняя схема) характерно то,
что новая α-фаза появляется на границе реагирующей друг с другом
жидкости и β-кристаллов. Для сплава I
перитектической реакцией заканчивается процесс кристаллизации.
Кристаллизация сплава
II (рис. б). Отличие
кристаллизации этого сплава от кристаллизации сплава I состоит в том, что при
перитектической температуре имеется избыток жидкой фазы по сравнению с тем
количеством, которое необходимо для образования α-кристаллов концентрации Р. Поэтому перитектическое
превращение заканчивается исчерпанием β-твердого раствора, и
оставшаяся жидкость в интервале между точками 2'— 3 кристаллизуется в α-фазу. При этом концентрация
жидкости изменяется по кривой С—а, а концентрация образующихся α-кристаллов — по Ρ
— 3 .
Источники:
- Диаграммы состояния двойных и многокомпонентных систем на основе железа. Банных О. А., Будберг П.Б., Алисова С. П. и др. Металлургия, 1986 г.
- Двойные и многокомпонентные системы на основе меди. под ред. Шухардина С.В. Наука, 1979 г.
- Диаграммы состояния двойных металлических систем ред. Лякишева Н.П.Машиностроение, 1996-2000 г.