Рассмотрим фазовую диаграмму образования твердых растворов с ограниченной растворимостью компонентов и с образованием эвтектической смеси (рис.3.12).
В такой системе не образуются фазы, представляющие собой чистые компоненты. Из расплава могут кристаллизоваться только твердые растворы α или β.
Рис.3.12. Диаграмма состояния системы с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии с эвтектикой.
Значение полей | |
Ж | расплав |
α | кристаллы твердого раствора α |
β | кристаллы твердого раствора β |
α+Ж | расплав + кристаллы твердого раствора α |
β+Ж | расплав + кристаллы твердого раствора β |
α + β | механическая смесь кристаллов твердых растворов α и β |
Значение линий | |
ТА Е и ЕТВ | линии ликвидуса, каждая точка линий показывает состав расплава, равновесного с твердыми растворами α и β соответственно |
ТАD и ТВС | линии солидуса, каждая точка линий показывает составы твердых растворов α и β, равновесных с расплавом |
DF | состав равновесного твердого раствора α, определяет предельную растворимость В в А |
CB | состав равновесного твердого раствора β, определяет предельную растворимость А в В |
DЕC | линия эвтектики (ниже этой линии жидкой фазы не существует) |
Значение точек | |
ТА | температура плавления компонента А |
ТВ | температура плавления компонента В |
ТЕ | температура эвтектики |
Е | точка эвтектики |
На линии эвтектики DЕC в равновесии находятся три фазы:
· расплав состава точки Е ();
· кристаллы твердого раствора α состава точки D ();
· кристаллы твердого раствора β состава точки C ().
По достижении температуры эвтектики (ТЕ) наступает эвтектическая реакция – из расплава выделяются кристаллы обоих твердых растворов:
Рассмотрим процесс охлаждения расплава, заданного точками М1 и М2.
Таблица 3.5
Результат рассмотрения процесса охлаждения расплава
из точек М1 и М2
Точка | Что происходит | Ф | С | Что означает число степеней свободы |
М1 | Охлаждение расплава | Можно менять температуру и состав жидкой фазы | ||
а | Появляются первые кристаллы твердого раствора β из расплава состава y0 | Можно менять или температуру или состав жидкой фазы. Каждой температуре соответствует состав жидкой и твердой фаз. | ||
b | Продолжается кристаллизация твердого раствора β состава y2 из расплава состава y1 | Можно менять или температуру или состав жидкой фазы. Каждой температуре соответствует состав жидкой и твердой фаз. | ||
е | Кристаллизуются твердый раствор α и твердый раствор β. Состав расплава остается постоянным yЕ, на кривой охлаждения горизонтальный участок е-е’ | Температура (ТЕ), состав твердых фаз и состав расплава постоянные | ||
h | Продолжается охлаждение механической смеси твердых растворов α и β | Можно менять только температуру |
Продолжение таблицы 3.5
М2 | Охлаждение расплава | Можно менять температуру и состав жидкой фазы | ||
с | Появляются первые кристаллы твердого раствора β | Можно менять или температуру или состав жидкой фазы. | ||
d | Исчезает последняя капля расплава | Можно менять только температуру | ||
f | Охлаждение твердого раствора β | Можно менять только температуру | ||
g | Образуются кристаллы твердого раствора α, в твердом растворе β уменьшается содержание компонента А | Каждой температуре соответствует определенный состав твердого раствора |