Главная > Разное > Диаграммы равновесия металлических систем
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Промежуточные фазы

Во многих системах сплавов образуются промежуточные фазы, которые могут быть постоянного или переменного состава. Диаграмма, соответствующая этому случаю, состоит из диаграмм, показанных на рис. 6, 8 и 9.

Если промежуточная фаза вызывает повышение кривой ликвидуса до некоторого максимума, она может образовывать с примыкающей фазой эвтектику, как это изображено в левой асти диаграммы на рис. 10, или перитектику, как показано в правой части рисунка. Этот же принцип можно применить и в том случае, если существует больше одной промежуточной фазы; каждая из них может взаимодействовать со смежными фазами по перитехтической или эвтектической реакции.

На приведенной диаграмме (рис. 10) ликвидус и солидус промежуточной фазы представляют собой плавные кривые, которые в точке соприкосновения (максимума) имеют общую касательную. Они не могут представлять собой две ветви, встречающиеся «под углом».

Много обсуждался вопрос о том, имеют ли промежуточные фазы в системах сплавов переменный или постоянный состав.

Сомнения существовали также и относительно возможности полной нерастворимости в твердом состоянии. В таких

случаях предполагалось существование малой растворимости, недоступной для экспериментального определения.

Следовало бы рассмотреть, как эти предположения обосновываются термодинамически, однако мы пока сделаем выводы без доказательств, а ниже обсудим их. На диаграмме, изображенной на рис. 10. области а- и -твердых растворов и промежуточной фазы могут быть исчезающе малы и, по-видимому, могут также быть сведены к нулю.

Рис. 10. В этой системе промежуточная фаза имеет переменный состав

Рис. 11. В этой системе промежуточные фазы имеют фиксированный состав. Фазы и X плавятся без разложения и создают максимумы на кривых ликвидуса, фаза У при нагреве до перитектической температуры распадается с образованием твердой фазы X и жидкости состава

Это подтверждается возможностью существования промежуточной фазы фиксированного состава, которая часто называется интерметаллическим соединением.

Если соединение с максимальной температурой затвердевания имеет определенный состав (рис. 11), то во многих случаях молекулы находятся и в жидкой фазе. Конечно, молекулы могут иметь другой состав, например или но поскольку диаграммы, построенные в весовых или атомных процентах, не дают значений молекулярного веса, мы для простоты всюду приняли простую молекулу состава Если бы эти молекулы соединения совершенно не разлагались в жидкости, то точка затвердевания соединения понижалась бы при добавлении избытка одного из двух компонентов, и кривые ликвидуса (рис. 11) встречались бы под острым углом при составе В действительности же молекулы соединения всегда несколько диссоциируют в жидкости, и между различными молекулярными разновидностями наступает

обратимое равновесие. Так как молекулы в жидкой фазе вследствие диссоциации отличаются от состава точка затвердевания этого соединения, естественно, понижается. Если соединение а жидкости диссоциирует по формуле

то избыток одного из компонентов А или В подавляет диссоциацию точно таким же образом, как добавка ионов соли подавляет ее диссоциацию в растворе.

Кривые ликвидуса по обе стороны от постепенно приближаются к предполагаемому неразложившемуся соединению, и влияние диссоциации проявляется в закруглении ликвидуса при составе Практически кривые ликвидуса различных соединений всегда закруглены в точке максимума, хотя нет теоретических соображений, объясняющих, почему степень закругления не должна быть исчезающе мала в случае, если соединение достаточно стабильно.

На диаграмме рис. 11 соединение В образует эвтектику со вторым соединением X, на линии ликвидуса которого обнаруживается очень пологий максимум, указывающий на значительную диссоциацию молекул, находящихся в жидком состоянии. Ясно, что если понижение и сглаживание максимума проявляются достаточно заметно, то кривая ликвидуса может пересечь кривую ликвидуса соединения X при составе, лежащем правее этого соединения, и в таком случае максимума на кривой затвердевания при составе, соответствующем соединению X, не наблюдается. Это явление показано на рис. 11 для соединения У, которое образует эвтектику с металлом В, но его кривая ликвидуса встречается с кривой ликвидуса правее состава У. При таких условиях соединение У плавится перитектически с образованием жидкости состава и твердого соединения на диаграмме такого типа существование перитектики указывает на разложение молекул соединения У в жидком состоянии.

Почти все известные диаграммы могут быть рассмотрены как сочетание двух или нескольких диаграмм основных типов с представленными выше формами кривых ликвидус — солидус, характерными для бинарных сплавов.

Остается рассмотреть более сложный случай, встречающийся, когда образуются две жидкие фазы, не растворимые одна

в другой, в определенном интервале концентраций (случай, аналогичный показанному для твердого раствора на рис. 5). Можно указать два основных типа такого рода диаграмм равновесия! В первом из них (рис. 12) твердые фазы имеют составы, лежащие вне разрыва растворимости. Этот тип диаграммы появляется также, когда фаза оказывается промежуточной фазой, а не первичным твердым раствором.

Рис. 12. Система, характеризующаяся при низких температурах ограниченной растворимостью в жидком состоянии, составы твердых фаз лежат вне области ограниченной растворимости

Рис. 13. Система, характеризующаяся ограниченной растворимостью в жидком состоянии при низких температурах; состав одной из твердых фаз лежит в пределах области разрыва растворимости в жидком состоянии

При другом типе диаграммы (рис. 13) составы твердых фаз лежат в пределах петли ограниченной растворимости в жидком состоянии. Здесь промежуточная фаза образует эвтектики при взаимодействии но в принципе она может быть и фазой переменного состава, взаимодействующей по перитектической реакции с твердым раствором или с твердым раствором

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление