Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение

Подождите немного. Документ загружается.

Для построения диаграмм состояния, особенно для определения темпе-

ратур

затвердевания, используют термический анализ. Для этой цели экс-

периментально получают кривые охлаждения отдельных сплавов и по их

перегибам или остановкам, связанным с тепловыми эффектами превраще-

ний,

определяют температуры соответствующих превращений. Эти темпе-

ратуры называют

критическими

точками.

Для изучения превращений

твердом состоянии используют различные методы физико-химического

анализа:

микроанализ, рентгеноструктурный, дилатометрический, маг-

нитный

и др.

ПРОЦЕСС КРИСТАЛЛИЗАЦИИ СПЛАВОВ

В жидком состоянии большинство металлов неограниченно растворяется

друг

друге,

образуя однофазный жидкий раствор. Только некоторые ме-

таллы, например железо со свинцом, медь со свинцом, почти полностью

не

растворимы в жидком состоянии и разделяются по плотности, образуя

два несмешивающихся жидких слоя.

Переход сплава из жидкого состояния в твердое протекает только при

наличии

некоторого переохлаждения в результате образования центров

кристаллизации

(зародышей) и последующего их роста в виде дендритных

или

полногранных кристаллитов.

Любые фазы, образующиеся в сплаве, отличаются по составу от исход-

ного жидкого раствора, поэтому для образования устойчивого зародыша

необходимы не только гетерофазные флуктуации, но и флуктуации

концен-

трации.

Флуктуациями концентрации называют временно возникающие

отклонения

химического состава сплава в отдельных малых объемах жид-

кого раствора от среднего его состава. Такие флуктуации возникают

вследствие диффузионного перемещения атомов вещества в результате те-

пловых движений в жидком растворе.

Чем

больше отклонение состава флуктуации от среднего состава спла-

ва, тем труднее она образуется. Однако, учитывая колоссальное число ато-

мов,

составляющих жидкий раствор, можно ожидать, что в данном объеме

металла

существует

большое число участков, имеющих состав, значитель-

но

отличающийся от среднего.

Зародыш новой фазы может возникнуть только в тех микрообъемах ис-

ходной фазы, состав которых в результате флуктуации концентрации

расположения атомов соответствует составу и строению новой кристал-

лизующейся фазы. Если при этом концентрационные флуктуации соответ-

ствуют

микрообъемам, имеющим размер не меньше критического, возни-

кает устойчивый зародыш, способный к росту.

увеличением степени переохлаждения возрастает число подобных

зародышей.

Наличие

в жидкой фазе взвешенных частиц, отвечающих рассмо-

тренным

выше условиям модифицирования, способствует образованию

большого числа зародышей.

Скорость

роста кристаллов в жидких растворах меньше, чем в чистых

металлах. Это объясняется тем, что рост кристалла связан с диффу-

зионным

перемещением атомов компонентов в жидком растворе.

3. ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ СПЛАВОВ, ОБРАЗУЮЩИХ

НЕОГРАНИЧЕННЫЕ

ТВЕРДЫЕ РАСТВОРЫ

Диаграмма состояния

для

случая полной взаимной растворимости компо-

нентов

А и В в

жидком

твердом состояниях

изменение свободной энер-

гии

зависимости

от

концентрации

температуры даны

на рис. 34.

При

температуре выше линии

f^flfs,

называемой

линией

ликвидус

су-

ществует

только жидкая фаза

Ж. В

этой области

(рис. 34,6)

свободная

энергия

жидкой фазы

ниже свободной энергии

твердого

раствора

состоящего

из

компонентов

А и В.

В области ниже линии

называемой

.пшией

со.тдус

устойчив

а-

твердый раствор,

так как его

свободная энергия

меньше,

чем

жидкой

фазы

(рис.

34,

г).

Между линиями ликвидус

солидус

равновесии находятся жидкая

фаза

ot-твердый раствор.

При

температуре

(рис.

34, а,

в)

свободная

энергия

меняется

изменением состава

по

линии

a6F

. В

интервале

гдС

(см.

рис.

34, а) устойчив жидкий раствор,

а в

интервале

С^в -

ос-твердый

раствор.

сплавах интервала

Са

равновесным является двухфазное

со-

стояние:

жидкость состава точки

а(С

С1

)

кристаллы

состава точки б(Сб).

Свободная энергия этих сплавов определяется прямой

аб,

являющейся

от-

резком общей касательной

кривым изменения свободной энергии жидко-

го

твердого

растворов.

Построение диаграммы состояния мето-

дом термического анализа приведено

на

рис.

35.

Температура

охлаждаемого

чистого ком-

понента

равномерно понижается

до t

(рис.

35,(7, кривая

А), при

которой

ком-

понент

А и

затвердевает.

На

кривой

отмечается остановка (горизонтальная

ли-

ния),

так как

согласно правилу

фаз

толь-

ко

этом

случае

при

постоянной темпе-

ратуре

могут

сосуществовать

две

фазы

—

твердая

жидкая

(С = 1 + 1 - 2 = 0). По-

сле затвердевания компонента

А,

когда

Ф=\, температура снова равномерно

по-

нижается. Аналогично может быть

рас-

смотрена кристаллизация

компонента

(рис.

35, я, кривая

В).

100

Ликвидус

переволе

латинского означает

—

жидкий,

солидус

твердый.

Рис.

34.

Зависимость свободной энергии

от

состава

тошерачуры

диаграмма cociпиния сплавов

из

компонентов,

обладающих полной взаимной раствори-

мое 1ыо

жидком

твердом состояниях.

— свободная

энершя

жидкой фазы;

/з

— свободная энергии твердой

фазы

(ос-твердою раствора)

Кривые

охлаждения

Диаграмма

состояния

.3 В

Жидкий

раствор

(Ж)

tx-тдердып

раствор

j I

Время

а)

SO В,%

Рис. 35.

Построение

диаграммы

состояния

для

случая

полной

взаимной

раствори-

мости

компонентов

А и В в

твердом

состоянии

При

охлаждении сплава 1 температура понижается до f

(рис. 35, а).

При

температуре t, начинается процесс кристаллизации, и на кривой охла-

ждения отмечается перегиб (критическая точка), связанный с уменьшением

скорости охлаждения вследствие выделения скрытой теплоты кристаллиза-

ции.

Начиная

от температуры t

из жидкого сплава кристаллизуется

твердый раствор. Процесс кристаллизации протекает при понижающейся

температуре, так как согласно правилу фаз в двухкомпонентной

системе при наличии

двух

фаз (жидкой и кристаллов а-твердого раствора)

число степеней свободы

будет

равно единице (С = 2+1 — 2=1).

При

достижении температуры t

(рис. 35) сплав затвердевает и при бо-

лее низких температурах существует только а-твердый раствор. Аналогич-

но

затвердевают и

другие

сплавы этой системы.

Если найденные критические точки перенести на диаграмму, где

по

оси абсцисс нанесен состав сплава, а по оси ординат — температура,

одноименные критические точки (т. е. отражающие одинаковый физиче-

ский

процесс) соединить плавными кривыми, то получится диаграмма со-

стояния

системы сплавов А и В, образующих непрерывный ряд твердых

растворов (рис. 35,6).

Начало затвердевания сплавов происходит при температурах, соответ-

ствующих линии ликвидус

tAtit

(рис. 35,6).

Температура окончания кристаллизации соответствует линии солидус

В интервале температур между линиями ликвидус и солидус сосуще-

ствуют

две фазы — жидкий сплав и а-твердый раствор (рис. 35).

Рассмотрим более подробно процесс кристаллизации сплава, содержа-

щего 50% компонента В (рис. 36). Кристаллизация сплава начинается при

температуре t

Ниже температуры t

сплав является двухфазным (жид-

кость и а-кристаллы). Двухфазное состояние, характерное для процесса

кристаллизации,

существует в интервале температур t

—1

(

см

- Р

ис

- 36).

i i

Рис.

36. Диаграмма состояния для случая неогра-

ниченной растворимости компонентов Л и В в твердом

состоянии

Однако

каждой температуре соответству-

ют определенные количество

концент-

рация

фаз.

Для определения состава

фаз,

нахо-

дящихся

равновесии

при

любой темпе-

ратуре, лежащей

между

линией ликвидус

солидус, например

при Ь

или

'з>

нужно через данный температурный

уро-

вень

и или /

провести линию, парал-

лельную

оси

концентрации

до

Пересе*

чения

линиями ликвидус

солидус.

Тогда проекция точки пересечения этой

линии

ликвидусом

(т, пц) на ось

концентрации

укажет состав жидкой

фазы,

точки пересечения

линией

солидус

(п, п{)

— состав твердой фазы

(а-раствора).

Линии

тп и ш

другие, соединяющие состав

фаз,

находящихся

равновесии, называют

конодами.

Если точка, которая показывает состав

сплава

при

данной температуре, попадает

область однофазного состоя-

ния,

например

на рис. 36

выше линии ликвидус

или

ниже линии солидус,

то количество данной фазы

(по

массе) составляет

100%, а ее

состав

со-

ответствует

исходному составу сплава.

В процессе кристаллизации изменяется

не

только состав фаз,

но и

коли-

чественное соотношение

между

ними.

Для

определения количественно-

го соотношения

фаз,

находящихся

равновесии

при

данной температуре,

пользуются правилом отрезков (рычага). Согласно этому правилу, напри-

мер,

для

определения весового

или

объемного количества твердой фазы

необходимо вычислить отношение длины отрезка, примыкающего

соста-

ву жидкой фазы,

длине всей коноды;

для

определения количества жидкой

фазы

—

отношение длины отрезка, примыкающего

составу твердой фазы,

длине коноды. Следовательно, количество твердой фазы

а (в

процентах)

при

температуре

определится отношением отрезка

m к

длине коноды

mn:

a =

——100%,

масса

или

объем жидкой фазы

Ж=

—?—100%.

тп

Окончание

затвердевания сплава соответствует температуре

Выде-

ляющиеся

кристаллы твердого раствора имеют переменный состав, зави-

сящий

от

температуры. Однако

при

медленном охлаждении процессы

диф-

фузии

жидкой

твердой фазах (объемная диффузия),

также процессы

взаимной

диффузии

между

ними (межфазная диффузия) успевают

за про-

цессом кристаллизации, поэтому состав кристаллов выравнивается.

этих

условиях сплав после затвердевания

будет

состоять

из

однородных

кри-

сталлических зерен твердого раствора

(см. рис.

31, а),

а их

состав

будет

со-

ответствовать исходному составу сплава.

Неравновесная

кристаллизация. Процесс диффузии протекает медленно,

поэтому

реальных условиях охлаждения состав

пределах каждого

кри-

сталла и разных кристаллов не успевает выравниваться, и

будет

неодина-

ковым.

Неоднородные по составу кристаллы твердого раствора можно харак-

теризовать средней концентрацией, которая на рис. 36 лежит справа от ли-

нии

солидуса

Рассмотрим снова сплав, содержащий 50% компонента В, начинающий

затвердевать при температуре t

при которой образуются кристаллы ос;

состав их соответствует точке K

При

температуре f

состав жидкой фазы

будет

соответствовать точке

т, а а-фазы — точке п. Но отдельные части кристаллов а-фазы, которые

образовались при температурах, превышающих температуру t

, не измени-

ли своего начального состава, и средний состав кристаллов

будет

соответ-

ствовать точке К

. При понижении температуры средний состав- кристал-

лов а-твердого раствора все более отклоняется от равновесного. При

температуре t

он

будет

соответствовать не п

а К

. Если через точки

Ki — K

провести кривую, она

будет

характеризовать средний состав

кристаллов а при данной скорости охлаждения. При температуре f

в ус-

ловиях равновесия фаз выбранный сплав должен затвердеть. В неравно-

весных условиях этого не произойдет, так как в сплаве останется жидкая

t ТС

фаза, количество которой определяется из соотношения

—

——100%.

Сплав окончательно затвердевает

тогда,

когда средний состав а-фазы бу-

дет соответствовать составу взятого сплава. Это произойдет при темпера-

туре

(точка К

), при которой периферийные зоны кристаллов

будут

иметь состав, отвечающий 50% компонента В (см. рис. 36). Следовательно,

неравновесных условиях сплав затвердевает ниже равновесной темпера-

туры затвердевания. Линию К

— К

называют линией

неравновесного

со-

лидуса.

Каждый сплав при заданной скорости охлаждения характеризуется

своим неравновесным солидусом.

Дендритная (внутрикристаллитная) ликвация. В результате неравновес-

ной

кристаллизации химический состав образующихся кристаллов а-твер-

дого раствора по сечению оказывается переменным.

В процессе кристаллизации обычно образуются кристаллы твердого

раствора дендритного типа, поэтому оси первого порядка, возникающие

начальный момент кристаллизации, обогащены более тугоплавким ком-

понентом В. Периферийные слои кристалла и межосные пространства,

кристаллизующиеся в последнюю очередь,

будут

обогащены компонентом

А,

понижающим температуру плавления сплава, и их состав близок к кон-

центрации,

соответствующей исходной концентрации сплава. Такую неод-

нородность состава сплава внутри отдельных кристаллов называют вну-

трикристаллитноп

или

дендритной

ликвацией. Чем больше разность

температур

между

солидусом и ликвидусом, тем больше дифференциация

по

составу

между

жидкой и твердой фазами и тем сильнее проявляется

этот вид ликвации. Быстрое охлаждение способствует развитию дендрит-

ной

ликвации. Вследствие разной травимости участков твердого раствора,

Для упрощения

принято,

что однородность, соответствующая равновесию, поддержи-

вается только в жидкой фазе, но не в твердой, где скорость диффузии много меньше.

Рис.

37. Микроструктура сплава твердого раствора Си — Ni (x 200):

а — после

ЛИТЬЯ;

О — после деформации и гомогенизации

имеющих неодинаковый состав, неоднородность внутри каждого кристал-

ла может быть легко выявлена при микроанализе (рис. 37, а).

Дендритная ликвация может быть ослаблена продолжительным нагре-

вом затвердевшего сплава при температурах, обеспечивающих достаточ-

ную скорость диффузии (несколько ниже солидуса). После такого нагрева,

называемого

диффузионным

отжигом,

или

гомогенизацией,

дендритная

структура литого сплава уже не выявляется и сплав состоит из одно-

родных кристаллов твердого раствора (рис. 37,6).

4. ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ СПЛАВОВ, ОБРАЗУЮЩИХ ОГРАНИ-

ЧЕННЫЕ

ТВЕРДЫЕ РАСТВОРЫ

Ограниченная

растворимость наиболее часто встречается в металлических

сплавах. При образовании ограниченных твердых растворов различают

два типа диаграмм состояния: с эвтектическим и с перитектическим превра-

щением.

Диаграмма состояния сплавов, образующих ограниченные твердые рас-

творы и эвтектику (рис. 38 и 39). Как видно из рис. 38, при t

свободная

энергия

жидкой фазы ниже, чем а и Р-фаз, поэтому выше линии ликвидус

acb устойчива лишь жидкая фаза.

Линия

adceb

- линия солидус (рис. 38). При температурах ниже линии

солидус сплавы обладают минимальной свободной энергией в кристалли-

ческом состоянии (рис. 38 и 39): в интервале концентраций of устойчив

раствор а (твердый раствор компонента В в А), в интервале концентраций

f К — смесь

двух

фаз а- и р-растворов и в интервале концентраций К100

одна фаза — Р-раствор (твердый раствор компонента А в В).

Между линиями ликвидус и солидус в равновесии находятся две фазы:

ос-

или р-твердые растворы и жидкая фаза Ж (рис. 38 и 39).

При

температурах, соответствующих линии ас, из жидкого сплава вы-

деляются кристаллы а-твердого раствора; а линии be

•

- кристаллы Р (рис.

38, 39). Точка d характеризует предельную растворимость компонента В

компоненте А, а точка е — компонента А в компоненте В.

Рис.

38. Диаграмма состояния (а) и изменения свободной энергии t

(термодинамического потенциала)

зависимости

от

состава

температуры

(й —

<))

для

сплавов

эвтектическим превращением

Сплав,

соответствующий точке

с (в

нашем

случае

50%

В),

затвердевает

при

постоянной температуре

/т

При

этой температуре кривые свободной

энер-

гии жидкого раствора

Ж и

ос-

Р-твердых растворов

имеют общую касательную

(рис. 38), и эти

фазы

могут

находиться

равновесии.

При

температуре

несколько ниже

/.,

жидкий сплав оказывается насы-

щенным

по

отношению

обеим

а- и

р-фазам

(рис.

38,6), поэтому

при

температуре

одновре-

менно

жидким раствором сосуществуют предельно

насыщенные кристаллы

ос- и

Р-твердых растворов,

образующих гетерогенную

структуру.

Сплавы,

которых происходит одновременная

кристаллизация

ос- и

Р-фаз

при

постоянной

самой

низкой

для

данной системы сплавов температуре,

называют

эвтектическими.

Структуру,

состоящую

из

определенного сочета-

ния

двух

(или

более) твердых

фаз,

одновременно

кристаллизовавшихся

из

жидкого сплава, называют

эвтектикой'. Сплавы, располагающиеся влево

от

эвтектического состава (см. рис.

39,

точка

с) и

имею-

щие концентрацию

пределах точек

d и с,

назы-

вают

доэвтектическими,

сплавы, находящиеся

справа

пределах концентрации точек

си е

—

за-

эвтектическими.

Изотерма

dee

соответствует

тем-

п)

в)

г)

Я)

В.%

100

пературе сосуществования

трех

фаз

жидкого сплава

кристаллов

двух

а-

Р-твердых растворов (эвтектики)

в до- и

заэвтектических сплавах.

Эвтектическая

кристаллизация.

Теория кристаллизации эвтектик разра-

ботана

А. А.

Бочваром. Согласно этой теории сначала зарождаются

и рас-

тут кристаллы одной

из

фаз, например ос-твердого раствора, богатого

ком-

понентом

А. При

этом жидкость, окружающая этот кристалл а-раствора,

естественно обогащается вторым компонентом

В, и в

результате этого

происходит выделение кристаллов р-твердого раствора. Образованию

кри-

сталлов Р-фазы способствует

и то, что

кристаллы ос-фазы

могут

играть

для

них роль готовой подкладки. Жидкость, прилегающая

образовавшимся

кристаллам р-фазы,

свою очередь обогащается компонентом

Л, и

поэто-

му вновь выделяются кристаллы а-фазы, богатые компонентом

А. В ре-

зультате

попеременного пересыщения жидкости

по

отношению

к ос- и р-

фазам образуется эвтектическая колония.

Твердую фазу, образующуюся

жидкости первой, называют ведущей.

Кристаллы ведущей фазы принимают различную форму — дендрита, плас-

тины,

округлую. Вторая фаза заполняет промежутки

между

кристаллами

или

ветвями дендрита ведущей фазы.

Слово эвтектика в переводе с греческого означает легко плавящаяся или хорошо

плавящаяся.

SO B,%

Рис. 39.

Кривые

охлаждения

(п) н

диаграмма

состояния

сплавов,

образующих

ограниченные

твердые

растворы

(о)

Эвтектическая структура в условиях сравнительно высоких степеней

переохлаждения состоит из мелких кристаллов обеих фаз ос и Р, так как

при

одновременной кристаллизации из жидкого сплава рост каждой из них

затрудняется (см. рис. 31, д).

Процесс

кристаллизации

отдельных

сплавов.

Сплавы, расположенные ле-

вее точки d (см. рис. 39) и правее точки е, кристаллизуются так же, как

сплавы с неограниченной растворимостью (см. рис. 36).

Например,

кристаллизация сплава 1 (см. рис. 39) начинается при темпе-

ратуре

и заканчивается при температуре г

. Состав жидкой фазы при

кристаллизации

изменяется по линии ликвидус, а твердой фазы - по линии

солидус. Кривая охлаждения сплава не отличается от кривой охлаждения

для сплавов, приведенных на рис. 35. После затвердевания сплав состоит

только из а-твердого раствора и при дальнейшем понижении температуры

никаких

фазовых превращений не претерпевает. Сплавы, лежащие правее

точки

е, по этим же условиям кристаллизации состоят только из кристал-

лов (3.

Рассмотрим теперь кристаллизацию доэвтектического сплава 2 на рис.

39. При температуре несколько ниже f

в жидкости образуются кристаллы

а-твердого раствора. На кривой охлаждения (рис. 39, я) при г

отмечается

перегиб, связанный с уменьшением скорости охлаждения вследствие выде-

ления

скрытой теплоты кристаллизации. Процесс кристаллизации ос-рас-

твора (т. е. сосуществования

двух

фаз)

будет

происходить в интервале тем-

ператур, так как система имеет одну степень свободы (С = 2 + 1 — 2 = 1).

Состав кристаллов а-твердого раствора в условиях равновесия определяет-

ся

точками пересечения коноды с линией солидус, а остающейся жидко-

сти — точками пересечения коноды с линией ликвидус. Например, при тем-

пературе f

составу жидкой фазы соответствует точка т', а твердой — точ-

ка

п'.

Количество жидкой и твердой фаз определяют по правилу отрезков.

Например,

при температуре г

количество жидкой фазы определяют из от-

ношения

—j^-100%,

а количество кристаллов

а-твердого

раствора — из от-

ношения

——100%.

При достижении эвтектической температуы t

кри-

пт

сталлы ос достигают предельной концентрации (точка d)

а жидкая фаза

получает

эвтектический состав (точка с)Ж

. В этих условиях при темпера-

туре

{, из жидкой фазы одновременно кристаллизуются предельно насы-

щенные растворы аире образованием эвтектики: Ж

-» а,, + Р

Процесс

кристаллизации эвтектики протекает при постоянной темпера-

туре

, так как согласно правилу фаз при одновременном существовании

трех

фаз постоянного состава (Ж

, a

и Р

) система нонвариантна (С = 2 +

1—3 = 0). На кривой охлаждения (см. рис. 39, а) при кристаллизации эв-

тектики образуется площадка. Следовательно, после затвердевания сплав

состоит из первичных кристаллов а и эвтектики а + р. Любой доэвтектиче-

ский

сплав, соответствующий

составу,

находящемуся

между

точками d и с,

имеет те же структурные составляющие.

На

рис. 31,г показана микроструктура доэвтектического сплава РЬ~

— Sb, кристаллизующегося так же, как сплав 2 (см. рис. 39).

Эвтектический сплав (точка с на рис. 39, б) начинает кристаллизоваться,

при

достижении температуры несколько ниже t

. Кристаллизация эвтекти-

ческого сплава протекает при постоянной температуре. На кривой

охла-

ждения эвтектического сплава (см. рис. 39, а), как и при кристаллизации

компонентов А и В, отмечается только горизонтальная площадка при тем-

пературе ?

. При этой температуре равновесие нонвариантное Ф = 3, К =

2, С = 2 + 1 — 3 = 0. После затвердевания сплав состоит из эвтектики

ос+р.

Кристаллизация заэвтектических сплавов протекает так же, как и доэв-

тектических сплавов. Однако вместо кристаллов

а-твердого

раствора из

жидкой фазы

будут

выделяться кристаллы Р-твердого раствора. Структура

заэвтектических сплавов состоит из первичных кристаллов Р-фазы и эвтек-

тики

ос+Р

(см. рис. 31,е).

Количественное соотношение структурных составляющих в различных

сплавах после затвердевания можно определить по правилу отрезков. На-

пример,

количество первичных кристаллов а в доэвтектическом сплаве

будет

равно -^— 100%, а количество эвтектики

—i-100%

(см. рис. 39).

ас ас

Неравновесная кристаллизация. Рассмотренные процессы относятся

условиям, близким к равновесным (т. е. при очень медленном

охлажде-

нии).

Увеличение скорости охлаждения кроме развития внутрикристалличе-

ской

ликвации в кристаллах а- и

Р-твердых

растворов может вызвать зна-

чительные изменения в

структуре

и фазовом составе затвердевающих

сплавов. Например, при неравновесной кристаллизации эвтектика может

образовываться в сплавах, состав которых находится левее точки d, т. е.

меньше предельной растворимости компонента В в А или правее точки е,

г. е. меньше предельной растворимости компонента А в компоненте В.

Рассмотрим это на примере сплава / (рис. 40, и). При ускоренном

охла-

ждении, когда выравнивающая диффузия в твердой фазе не

успевает

про-

го

о)

в,%

о го 40 so so в,%

Рис.

40. Диаграммы состояния сплавов, образующих ограниченные твердые

растворы и эвтектику (неравновесная кристаллизация)

изойти,

средний состав кристаллизующейся а-фазы

будет

определяться

не-

равновесным солидусом

nn^j.

Кристаллизация сплава

условиях медлен-

ного охлаждения, близких

равновесию, должна закончиться

при

температуре

(точка

к).

При

ускоренном охлаждении жидкая фаза сохраняется

до

эвтектиче-

ской

температуры (линия пп

не

пересекает ординату сплава

выше

При

эвтектической температуре количество оставшейся жидкости

будет

—

100%.

Эта

часть жидкой фазы претерпевает эвтектическое превраще-

но

ние

при

температуре

Следовательно,

при

неравновесной кристаллизации

сплав

будет

после затвердевания состоять

из

первичных кристаллов

ос-

твердого раствора

эвтектики

а +

(3,

т. е.

иметь

структуру,

отличную

от

получаемой

условиях равновесия,

т. е.

кристаллов а-твердого раствора.

увеличением скорости охлаждения точка предельной растворимости

d как бы

сдвигается влево,

что

имеет большое практическое значение.

Путем гомогенизации (длительного высокотемпературного нагрева)

эти

сплавы можно привести

равновесному состоянию.

При

нагреве

до

высо-

ких температур

(но

ниже температуры плавления эвтектики) Р-фаза раство-

ряется

а-фазе

или,

наоборот, а-фаза

(3-фазе

(в

зависимости

от

состава

сплава),

а как

следствие этого эвтектика исчезает.

Повышенные

скорости охлаждения

могут

изменить

структуру

доэв-

тектических

заэвтектических сплавов, затвердевающих

условиях равно-

весия

образованием эвтектики

ос

+ р и

кристаллов избыточной

ос- или Р-

фазы

(см. рис.

40, а).

При

неравновесной кристаллизации

эти

сплавы

могут

иметь чисто эвтектическую

структуру.

Такую

структуру

принято называть

квазиэвтектической,

так как она

имеет состав, отличный

от

состава эвтек-

тики,

представленного диаграммой фазового равновесия.

Образование кристаллов а-фазы

из

жидкости возможно только

при до-

стижении

температуры несколько ниже соответствующей линии

ас или ее

продолжения,

Р-фазы —

при

температуре ниже соответствующей линии

или ее

продолжения, поскольку только

этом

случае

исходная жидкая

фаза

оказывается пересыщенной

по

отношению

к а- или

Р-фазам.

В за-