Ликвация по плотности

При кристаллизации сплавов по диаграмме состояния, типа приведенной на рис. 40, нередко можно наблюдать явление, называемое ликвацией по плотности. Например, в сплавах РЬ—Sb выделяющиеся в процессе кристаллизации кристаллы а (твердого раствора Sb в РЬ) или 0 (твердого раствора РЬ в Sb) различаются по плотности от остающейся жидкой части сплава и вследствие этого либо всплывают кристаллы 0 и соответственно оседают на дно кристаллы а, либо наоборот. Поэтому в медленно охлажденном доэвтектическом сплаве указанной системы в результате ликвации верхняя часть слитка обогащается сурьмой и состоит только из эвтектики, а нижняя содержит много избыточных кристаллов а и небольшое количество эвтектики (рис. 41).

Чтобы предупредить ликвацию по плотности, сплав быстро охлаждают, а иногда добавляют третий компонент, кристаллизующийся первым в виде разветвленных дендритов, препятствующих расслоению сплава.

Диаграмма состояния сплавов, образующих ограниченные твердые растворы и перитектику

Диаграмма состояния сплавов с перитектикой приведена на рис. 42. Линия tActB на диаграмме соответствует линии ликвидус, а линия tAdetB — линии солидус. Точка d характеризует максимальную растворимость компонента В в А, а точка е — предельную растворимость А в В.

Линия cde называется линией перитектинеского превращения.

Перитектическое превращение отличается от эвтектического. Если при эвтектическом превращении из жидкой фазы одновременно кристаллизуются две твердые фазы, то при перитектическом превращении кристаллизуется лишь одна фаза, образующаяся за счет ранее выделившейся твердой фазы и жидкой части сплава определенного состава (точка с).

Рассмотрим механизм перитектического превращения. При кристаллизации сплавов, состав которых лежит правее точки d, из жидкого сплава первоначально выделяются кристаллы (3- твердого раствора.

По достижении температуры^ в равновесии находится жидкая фаза состава, характеризуемого точкой с, и (3-кристаллы состава точки е.

a-кристаллы образуются в результате перитектической реакции, которая сводится к взаимодействию ранее выделившихся кристаллов и жидкой фазы: Жс Н- (Зе -*? ad.

Перитектическая реакция, протекающая при участии трех фаз постоянного состава (Жс, (Зе и а4), соответствует нонвариантному равновесию (С = 0), т. е. процесс протекает при постоянной температуре.

Для сплавов, концентрация которых лежит в интервале de, соотношение реагирующих фаз характеризуется избыточным количеством (3-кристаллов, поэтому в результате перитектического превращения часть фазы останется неизрасходованной:

Структура этих сплавов после окончания процесса кристаллизации состоит из перитектической смеси хорошо развитых кристаллов аир (см. рис. 31, в).

Кристаллизации сплавов, состав которых соответствует линии cdj начинается с выделения из жидкой фазы кристаллов (3-твер- дого раствора. По достижении температуры tn происходит перитектическое превращение:

В этих сплавах после перитектического превращения в избытке оказывается жидкая фаза. При дальнейшем понижении температуры из жидкого сплава кристаллизуется a-твердый раствор. После затвердевания сплавы состоят только из кристаллов а-твер- дого раствора.

В сплавах, расположенных левее точки с, при кристаллизации из жидкой фазы выделяется a-твердый раствор. После затвердевания они состоят только из кристаллов a-твердого раствора. Для этой системы структурный и фазовый состав совпадают.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >