6. Диаграмма состояния для сплавов с неограниченной растворимостью в твердом состоянии (II рода)
Оба компонента неограниченно растворимы в жидком и твердом состояниях и не образуют химических соединений.
Компоненты: А, В.
Фазы:
а.
Если два компонента неограниченно растворяются в жидком и твердом состояниях, то возможно существование только двух фаз — жидкого раствора
и твердого раствора а. Следовательно, трех фаз быть не может, кристаллизация при постоянной температуре не наблюдается и горизонтальной линии на диаграмме нет.
Диаграмма, изображенная на рис. 96, состоит из трех областей: жидкость, жидкость
твердый раствор и твердый раствор.
Линия
является линией ликвидус, а линия
— линией солидус. Процесс кристаллизации изображается кривой охлаждения сплава (рис. 96).
Точка 1 соответствует началу кристаллизации, точка 2 — концу. Между точками
и 2 (т. е. между линиями ликвидус и солидус) сплав находится в двухфазном состоянии. При двух компонентах и двух фазах система моновариантна
т. е. если изменяется температура, то изменяется и концентрация компонентов в фазах; каждой температуре соответствуют строго определенные составы фаз. Концентрация и количество фаз у сплава,
лежащего между линиями солидус и ликвидус, определяются правилом отрезков. Так, сплав К в точке а состоит из жидкой и твердой фаз. Состав жидкой фазы определится проекцией точки
лежащей на линии ликвидус, а состав твердой фазы — проекцией точки с, лежащей на линии солидус. Количество жидкой и твердой фаз определяется из следующих соотношений: количество жидкой фазы
количество твердой фазы
Обратим внимание, что во всем интервале кристаллизации (от точки 1 до точки 2) из жидкого сплава, имеющего исходную концентрацию К, выделяются кристаллы, более богатые тугоплавким компонентом.
Рис. 96. Диаграмма состояния (неограниченная растворимость в твердом состоянии) и кривая охлаждения
Состав первых кристаллов определится проекцией
Закончиться кристаллизация сплава К должна в точке 2, когда последняя капля жидкости, имеющая состав
затвердеет. Отрезок, показывающий количество твердой фазы, равнялся нулю в точке 1, когда только началась кристаллизация, и количеству всего сплава в точке 2, когда кристаллизация закончилась. Состав жидкости изменяется по кривой
а состав кристаллов — по кривой
момент окончания кристаллизации состав кристаллов такой же, как и состав исходной жидкости.