Диаграмма состояния системы алюминий-золото (Αl-Au)

Система Аl—Au характеризуется наличием пяти соединений: AuAl2, AuAl, Au2Al, Au5Al2 и Au4Al, образование которых было подтверждено в работе . Два из них конгруэнтно плавящиеся: AuAl2 (1060 °C) и Au2Al (624 °C). Область гомогенности соединенияAuAl2  при температурах 300—400 °С составляет 32,92-33,92 % (ат.) [79,9-80,6 % (по массе)] Аu, т.е. несколько превышает по концентрации Аu состав, приводимый в работе — 33,3 % (ат.) [78,5 % (по массе)] Аu. Соединение Аu2Al имеет высокотемпературную фазу γАu2Al, которая при температуре около 550 °С распадается на две низкотемпературные аллотропические близкие по составу фазы βАu2Al и αАu2Al. Область гомогенности для соединения Аu2Al лежит в интервале концентраций 64,0—66,4 % (ат.) Аu при температуре 500 °С и 65,4—66,4 % (ат.) Аu при температуре 400 °С. Область гомогенности для γAuсоставляет 65,0—66,8 % (ат.) Аu, для βАu — 65,1—66,1 % (ат.) Аu и для αAu— 66,3—66,7 % (ат.) Аu.

Остальные соединенияAuAl, Au5Al2 и Au4Al плавятся инконгруэнтно при температурах 625, 575 и 545 °С, соответственно. Для соединения с формулой Аu5Аl2 указывается также другая формула Аu8Аl3, соответствующая несколько большему (на 1,3 % (ат.)) содержанию Аu. В области соединения Аu4Аl вначале предполагалось образование соединения Аu3Аl со структуройβΜn. Формула Аи4Al принята по более поздним исследованиям, в которых установлено, что решетка этого соединения подобна, но не идентична βΜn. Ширина области гомогенности соединенийАuAl2и Аu4Аl составляет 0,5—1,0 % (ат.). Превращения в области соединения Аu4Аl сложные.

Неупорядоченная β-фаза, являющаяся высокотемпературной модификацией Au4Al, превращается при охлаждении в низкотемпературную α-фазу Аu4Al при температуре около 400 °С, а при нагреве идет обратное превращение при температуре около 500 °С. По перитектической реакции Ж + (Au) ↔ β при температуре 545 °С образуется фаза β, которая  при температуре 500 °С распадается по эвтектоидной реакцииβ ↔ Au4Al+ (Au). СоединениеAu4Al стабильно при температуре до 510 °С, при этой температуре наступает равновесиеAu4Al↔ Au5Al2 + β. Границы фазы β могут быть экстраполированы до 424 °С — температуры метастабильной эвтектической реакцииβ ↔ (Au) + Au5Al2. Со стороны Al в системе имеет место эвтектическое превращение Ж ↔ (Al) + АuAl2 при температуре 650±3 °С и содержании 1,1 ±0,4 % (ат.) Au либо при 648 °С и 1,1 % (ат.) Au, либо при 642 °С и 0,7 % (ат.) Au.

Растворимость Auв (Al) незначительна и ее значения, указанные в работе , приведены ниже:

Температура, °С ..............    640   630    615     600     590     560      530      500         470

Растворимость Au:

% (ат.) ......................           0,048   0,041  0,034  0,027  0,024  0,015    0,010    0,0058  0,0034

% (по массе) .............          0,35      0,30    0,25    0,20    0,18    0,11      0,075    0,043    0,025

 

Растворимость Аl в (Au), составляет:

Температура, °С.......................   570 530  500  450  400  350  300

Растворимость Аl:

% (ат.) ...............................         14,7  15,5 14,2   12,0  10,0    8,0    6,0

% (по массе) ......................         2,30  2,45 2,20 1,85 1,15  1,15  0,85

 

Максимальная растворимость Аl в (Au) при перитектической температуре 545 °С составляет около 16 % (ат.) . По данным работы область твердого раствора на основе Au несколько меньше и максимальная растворимость Al составляет около 10 % (ат.) [1,5 % (по массе)], при температуре 600 °С — около 9 % (ат.) [1,2 % (по массе)] и при температуре 800 °С — около 5 % (ат.) [0,7 % (по массе)].

 

    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.