Диаграмма состояния с перитектическим превращением.

Твердые растворы могут образоваться не только из жидкой фазы, но и при ее взаимодействии с твердой фазой. Процесс образования новой фазы за счет растворения существующей твердой фазы в жидкости называется перитектическим.

 

 

Рис.11. Диаграмма состояния с перитектическим превращением

 

Диаграмма состояния такого типа приведена на рис.11. Компоненты диаграммы: компонент А и компонент В. Фазы: жидкая – ж, ограниченный твердый раствор компонента В в компоненте А – a и кристаллы компонента В. Линия СКД – линия ликвидуса, СРМ – линия солидуса, РН – линия растворимости компонента В в компоненте А, КРМ – линия перитектического, превращения, которое происходит при температуре tП.

Сплав I (перитектический) начинает кристаллизоваться при температуре, соответствующей точке 1 с выделением кристаллов компонента В. При понижении температуры количество кристаллов В увеличивается. Состав жидкой составляющей изменяется по линии 1К При этом концентрация компонента В в жидкой фазе уменьшается, и при температуре tП достигает концентрации компонентов, соответствующей точке К, т. е. достигаются условия, при которых происходит перитектическая реакция. Жидкий расплав состава К взаимодействует с ранее выделившимися кристаллами компонента В и образует твердый раствор a, состав которого соответствует точке Р. Следовательно, для образования a перитектического состава (в соответствии с правилом отрезков) необходимо, чтобы количество жидкой фазы состава К соответствовало отрезку РМ, а количество кристаллов В – отрезку КР.

После окончания процесса кристаллизации при дальнейшем охлаждении сплава, ввиду ограниченной растворимости компонента В в компоненте А (линия РН), из твердого раствора a перитектического состава будут выделяться кристаллы ВII. В итоге после полного охлаждения перитектический сплав I состоит из твердого раствора a и вторичных кристаллов компонента В (a + ВII).

Кристаллизация сплава II начинается при температуре, соответствующей точке 2, с выделением первичных кристаллов В. При достижении температуры tП (точка 3) состав жидкого раствора соответствует точке К. При этой температуре происходит перитектическая реакция, для которой требуется количество жидкой фазы, соответствующее отрезку РМ. В рассматриваемом случае количество жидкой фазы соответствует отрезку 3М, что больше необходимого для перитектической реакции. В связи с этим часть жидкого расплава в перитектическом превращении принимать участия не будет, и сплав II в точке 3 состоит из кристаллов твердого раствора a (состав Р) и жидкой фазы (состава К). При дальнейшем охлаждении до точки 4 оставшаяся жидкость затвердевает с образованием a. После окончательного охлаждения сплав состоит только из зерен твердого раствора a.

В сплаве III кристаллизация начинается также с выделения первичных кристаллов компонента В. При понижении температуры (между точками 5 и 6) количество жидкого расплава уменьшается, его состав изменяется по линии 5К и к точке 6 достигает соответствующего точке К. По окончании кристаллизации (точка 6) происходит перитектическая реакция взаимодействия жидкой фазы состава точки К и первичных кристаллов В. В связи с тем, что для этой реакции количество кристаллов В требуется соответствующее отрезку КР, а имеется больше (отрезок К6), часть кристаллов В в перитектическом превращении принимать участия не будет и сплав после кристаллизации состоит из твердого раствора a состава Р и первичных кристаллов компонента В, которые называются избыточными (Визб). При дальнейшем охлаждении, ввиду ограниченной растворимости компонента В в А, из твердого раствора a будут выделяться вторичные кристаллы компонента В. Окончательно структура сплава III будет ( a + ВII + Визб).