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 Ав 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.

Кристаллизациясплава 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→αP или в более общем случае  L+β→αтак 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.

Кристаллизациясплава 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:
  1. Диаграммы состояния двойных и многокомпонентных систем на основе железа. Банных О. А., Будберг П.Б., Алисова С. П. и др. Металлургия, 1986 г.
  2. Двойные и многокомпонентные системы на основе меди. под ред. Шухардина С.В. Наука, 1979 г.
  3. Диаграммы состояния двойных металлических систем ред. Лякишева Н.П.Машиностроение, 1996-2000 г.