1097

Диаграмма состояния тройной системы А - В - С с моновариантным перитектоидным равновесием 0 + у «=* а представлена на рис. 1 2 1 . Эта система образована двумя полиморфными компонентами А и С, между изоструктурными модификациями которых существуют непре­ рывные ряды твердых а- и (3-растворов, и компонентом В, на основе которого образуются граничные у-растворы. Температурам начала перитектоидной реакции Р + у ■* а при понижении температуры отве­

сплавах, расположенных на кривой a2d2.

Кривые охлаждения некоторых сплавов построены на рис. 122. В сплаве 1 (расположенном на изотерме растворимости a3d3 компонента В в компонентах А и С) перитектоидная реакция Р + у -*• а не протекает. На его кривой охлаждения видны четыре критические точки, отве­ чающие температурам начала и конца первичной кристаллизации Р-раствора и полиморфного превращения р -*• а. Аналогичные прев­ ращения протекают в сплаве 2 , расположенном в области d ^ a 3d3, плюс вторичная кристаллизация а -*■ у, температуре начала которой на кривой охлаждения отвечает самая нижняя (пятая по счету) критическая точка.

В сплаве 3, расположенном в области d1a1a2d2, после выделения первичных P-кристаллов протекает вторичная кристаллизация Р -► у, затем - перитектоидная реакция Р + у -* а (оканчивающаяся исчез­ новением у-кристаллов), полиморфное превращение Р -*• а (оставшихся

принципе эта диаграмма состояния не отличается от уже рассмотоенной диаграммы состояния системы с нонвариантным перитектическим равновесием, в котором участвуют граничные растворы на основе компонентов (см. § 41). При анализе фазовых превращений в различных сплавах необходимо помнить о том, что любая перитектическая (а также перитектоидная) реакция по-разному заканчивается

втех или иных сплавах.

Врассматриваемой системе по две полиморфные модификации

имеют компоненты В и С. Между изоструктурными высокотемператур­ ными В-модификациями этих компонентов образуются непрерывные твердые растворы. На основе низкотемпературных 6- и у-модификаций компонентов В и С, а также компонента А обра­ зуются соответственно гранич­ ные б-, у- и ое-растворы. Пере­ численные твердые растворы в

-► бь + ус протекает во всех сплавах четырехугольника abDc. В сплавах диагонали Ъс эта реакция заканчивается одновременным исчезновени­ ем исходных Во* и а а-растворов, в сплавах треугольника abc она за­ вершается исчезновением Во*> а в сплавах треугольника bcD - исчез­ новением аа-раствора, и т.д.

Глава 14. ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМ С БИ-, МОНО- И НОНВАРИАНТНЫМИ РАВНОВЕСИЯМИ ЖИДКИХ РАСТВОРОВ НА ОСНОВЕ КОМПОНЕНТОВ

Как и граничные растворы, жидкие растворы на основе компонен­ тов могут участвовать в различных (по вариантности) фазовых рав­ новесиях. Ограниченная растворимость компонентов в жидком сос­ тоянии в тройных системах обычно связана с расслоением в двойных системах. При расслоении в жидком состоянии твердые растворы на основе компонентов имеют небольшую протяженность и ими можно пренебречь.

§53. Диаграмма состояния системы

смоновариантным монотектическим равновесием

1.Диаграмма состояния

Диаграмма состояния тройной системы А - В - С с ограниченной растворимостью компонентов в жидком состоянии в небольшой об­

компонента А и на плоскость концентрационного треугольника проек­ тируется в область т ^ п . Двухфазный объем Жх + Ж2 несмешивающихся жидких растворов Ж1 и Ж2 представлен сводообразным простран­ ством к 'т 'к ^ п ', верхняя точка к' которого находится в двойной системе А - В, а нижняя точка kt - на поверхности начала кристаллизации компонента А. Снизу этот объем ограничен линейчатой поверхностью

отрезков т 1п1, , т 2п2, т эпэ и т.д. в сторону более низких температур до тех пор, пока эти отрезки не стянутся в точку кх. По аналогии с вер­

Ликвидус диаграммы состояния образован тремя поверхностями А'е^Е'е^п’к ^ т ’, В'е2Е'ез и C'eiE'eJ, начала кристаллизации компо­ нентов А, В и С, проектирующимися в области первичной кристаллиза­ ции А е ^ е ^ к t m, Ве3Ее3 и C e ^ e ^ Поверхности ликвидуса пересека­ ются по эвтектическим кривым е^Е, е2Е' и е'3Е' (или et E, е2Е и еэБ), изображающим составы жидкости, которая участвут в эвтектических равновесиях Ж — А + С, Ж ^ А + В иЖ — В + С. Эти кривые сходятся в нонвариантной эвтектической точке Б' (или Е). Таким образом, поверх­ ность солидуса изображается плоскостью треугольника аЬс. При тем-

Между названными поверхностями и плоскостью эвтектического треугольника аЬс имеется еще одна линейчатая поверхность А 1т 'п 'п 1п2п3к'1А 2, отвечающая температурам конца монотектической реакции Жх -*• Ж2 + А. Эта поверхность образуется при перемещении отрезка А 1п' из положения монотектической горизонтали в системе А - В до положения отрезка А2к[ при температуре нижней критической точки к [( k j . На плоскость концентрационного треугольника линейча­ тые поверхности начала и конца монотектической реакции Жг — Ж2 + + А проектируются соответственно в области А т к 1, т к гп и А т кп к 1.

Если трехфазный объем Жг + Ж2 + А, находящийся между линейча­ тыми поверхностями начала и конца монотектической реакции, рас­ сечь рядом горизонтальных плоскостей, то в сечении получится нес­

Ж, и Ж2 разного состава с кристаллами компонента А. Нетрудно

2. Кристаллизация сплавов

Если не учитывать расслоения жидкого раствора (сплавы области mkj^n) и монотектической реакции Жг - Ж2 + А (сплавы области А кjO),

триангуляции системы А - В - С с двойным конгруэнтно плавящимся соединением М (см. § 43). Поэтому мы рассмотрим кристаллизацию

обязательно.

изменяя состав от точки 1 до точки т 3 по кривой т к и выделяет крис­ таллы компонента А и вторую жидкую фазу Ж2, состав которой изме­ няется по кривой пк! в направлении от точки nt к точке п3. Начальную стадию этой реакции изображает первый конодный треугольник А1п , конечную - последний треугольник А т 3п3, когда его большая сторона Ап3 оказывается проходящей через фигуративную точку сплава. В этот момент, согласно правилу центра тяжести треугольника, в сплаве 1 исчезает исходная жидкая фаза Жх, принявшая состав точки т 3, и в равновесии оказывается вторая жидкая фаза Ж2 состава точки п и кристаллы компонента А, доли которых измеряются отношениями

таллизация двойной и тройной эвтектик). На кривой охлаждения сплав 1 имеет четыре критические точки (рис. 128).

дения видны пять критических точек (рис. 128).

Фигуративная точка сплава 3 расположена в области расслоения т к ,п левее критической кривой kkt ■Следовательно, монотектической реакции в этом сплаве должно предшествовать расслоение Ж, •* Ж2, которое начнется, когда фигуративная точка сплава окажется на бинодальной поверхности начала расслоения. Процесс расслоения в

в сплаве 3 можно записать как Жз _ j — *• Жь _ „ . Кривые 31 и bn i, по которым изменяются составы жидких фаз Ж г и Ж2, располагаются по обе стороны от критической кривой kkt в областях тЮс, и nkkv в ко­ торые проектируются соответственно две части бинодальной поверх­

ности (см. также § 361.

Как только жидкие фазы Жг и Ж2 примут составы точек f и п,, рас­ положенных на кривых mkt и nklt начнется монотектическая реакция. Эту реакцию и дальнейшие превращения в сплаве 3 можно записать

критических точек (см. рис. 128).

Аналогичные превращения протекают при кристаллизации сплавов, расположенных в области mkt n правее критической кривой ккх или на этой кривой. Расслоение в этих сплавах можно записать как Ж2 - -► Ж1 или Ж1 5* Ж2, что идентично записи Ж1 -* Ж2 (для сплава 3).

Фазовые превращения в сплаве 4, расположенном на отрезке Ак,,

лизация компонента А), Жаг_Е —— ► А + В и Ж£ - А + В + С (кристал­ лизация двойной и тройной эвтектик). В этом сплаве не наблюдается расслоения в жидкой фазе (фигуративная точка сплава лежит на грани­ це области А кхп), поэтому на кривой охлаждения он имеет всего три критические точки (см. рис. 128).

Всплавах, расположенных на кривой nkt , также не будет расслоения

имонотектической реакции Ж, -* Ж2 + А. Например, кристаллизация сплава п2 начнется с выделения первичных кристаллов компонента

терны для большинства других сплавов, расположенных вне области mk1n (см. также §43).