|
Диаграммы состоянии I типа характеризуют системы, компоненты которых в жидком состоянии полностью взаимно растворяются, а в твердом состоянии образуют механическую смесь кристаллов обоих компонентов.
Построение диаграммы состояния I типа разберем на примере системы сплавов свинец — сурьма (Pb — Sb).
Систему сплавов представляют все возможные количественные сочетания данных компонентов; следовательно, к системе сплавов свинец — сурьма будут относиться все составы между чистым свинцом (100% РЬ) и чистой сурьмой (100% Sb).
Чтобы не делать наблюдений над всеми составами сплавов, ограничимся анализом лишь шести сплавов данной системы с содержанием сурьмы 5, 10, 13, 20, 40 и 80%- Если мы нагреем каждый из этих сплавов до полного расплавления и с помощью пирометра и счетчика времени зафиксируем процесс их охлаждения, то по полученным данным сможем построить кривые, приведенные на фиг. 51. Перегибы и горизонтальные участки кривых характеризуют замедление или остановки падения температуры сплавов при равномерном охлаждении и указывают на наличие критических точек при данных температурах.
Пять приведенных кривых указывают на наличие двух критических точек для взятых сплавов при затвердевании, и только одна кривая, соответствующая сплаву с содержанием 13% Sb, имеет одну критическую точку — 246°. Верхние критические точки соответствуют началу перехода сплавов из жидкого состояния в твердое, нижние — окончательному затвердеванию.
Для построения диаграммы состояния сплавов свинец — сурьма отметим в масштабе по горизонтали точки взятых нами сплавов, принимая, что слева будет чистый свинец, а справа — чистая сурьма. По вертикали разметим шкалу температуры и отложим критические температуры указанных сплавов. Свинец имеет температуру плавления 327°, сурьма 630°.
Соединяя нижние критические точки, получим прямую DE, а соединяя верхние точки — две кривые АВ и ВС, сходящиеся в точке В с прямой.
Построенная диаграмма показывает, что начало затвердевания различных сплавов системы происходит при различных температурах, а окончание затвердевания — при одной определенной температуре для всей данной системы сплавов, и что один сплав (13% Sb) имеет, как и чистые металлы, только одну критическую точку В, в которой происходит его полное затвердевание.
Выше линии ABC все сплавы находятся в жидком состоянии. Линия ABC называется линией ликвидуса. Ниже линии DBE все сплавы находятся в твердом состоянии. Линия DBE называется линией солидуса.
Проследим процесс кристаллизации сплавов данной системы и получающуюся в результате структуру.
В точке В, при содержании 13% Sb и 87% РЬ и при температуре 246°, кристаллизация свинца и сурьмы происходит одновременно, и образуется тонкая механическая смесь кристаллов свинца и сурьмы (двух фаз). Эта смесь называется эвтектикой, а сплав соответствующего состава — эвтектическим. Эвтектический сплав имеет самую низкую температуру плавления из всех сплавов данной системы. Схема микроструктуры эвтектического сплава свинец — сурьма приведена на фиг. 53. Здесь мы видим черточки кристаллов свинца на фоне участков кристаллитов сурьмы.
Сплавы, содержащие меньше 13% Sb, называются доэвтектическими, а содержащие больше 13% Sb — заэвтектическими.
|
