Фазовые диаграммы

Фазовая диаграмма двухкомпонентного сплава строится на основе кривых охлаждения сплава с различным содержанием компонентов. Для каждого конкретного сплава имеются две критические точки на кривой охлаждения, где резко изменяется скорость охлаждения - температуры фазовых превращений. Первая точка соответствует температуре, при которой сплав начинает кристаллизоваться. На фазовой диаграмме эта точка находится на линии ликвидуса. Вторая точка соответствует температуре, при которой сплав состоит только из твердой фазы. На фазовой диаграмме эта точка принадлежит линии солидуса.

Такой тип диаграмм соответствует сплавам с неограниченной растворимостью компонентов в твердом и жидком состояниях. Это происходит, когда компоненты имеют подобную кристаллическую структуру и приблизительно одинаковые атомные радиусы, заряды и валентность. Например, такой тип диаграммы характерен для систем Ni-Cu и Ag-Au.
При температуре T₁ для сплава 50%M + 50%N:
Состав твердого раствора a определен в точке c - 30%M +70%N.
Состав жидкой фазы определен в точке a - 80%M +20%N.
% жидкой фазы = bc/ac • • 100% = (70-50)/(70-20) • 100% = 40%
% твердого раствора a = ab/ac • 100% = (50-20)/(70-20) • 100% = 60%

Данная диаграмма характерна для сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Имеется две твердые фазы (твердые растворы): a - раствор компонента N в компоненте M и b - раствор компонента М в компоненте N.
В точке O (точка эвтектики) три фазы (одна жидкая и две твердые фазы) сосуществуют одновременно при эвтектической композиции и температуре эвтектики.

Линия bd или линия сольвуса описывает изменение максимальной концентрации компонента М в компоненте N. При температуре T₁ максимальная концентрация M в N - 10%. Максимально возможная растворимость компонента M в компоненте N (и наоборот) определяется при температуре эвтектики. На диаграмме эта горизонтальная линия, проходящая через точку эвтектики O.

Все сплавы с составом по линии ab содержат эвтектическую структуру, которая представляет собой чередующиеся слои a и b растворов. Чем ближе сплав к эвтектическому составу, тем больше эвтектики он содержит. Сплавы в пределах линии ab – это смесь a зерен, кристаллизовавшихся раньше эвтектической реакции, и зерен эвтектики. В то время как сплавы справа от точки O - смесь зерен b и эвтектики.