Полиморфные превращения в сплавах (Часть 1).

При полиморфных превращениях большую роль играют примеси. Характер влияния примесей связан с их растворимостью в металле. Если примесь не растворяется в твердом металле, полиморфное превращение в сплавах происходит подобно, как мы описывали ранее. В этом случае, как и для чистого металла, можно указать определенную температуру равновесия обеих модификаций, которая не зависит от состава сплава.

На рис. 1,  приведена диаграмма состояния двойной системы, компонент А которой имеет полиморфную точку (Т_о) выше эвтектической температуры, а компонент Б ниже эвтектической (Т_о).

Превращения А_β↔А_α возможны только в сплавах, состав которых лежит в интервале концентраций АС_в. При охлаждении до температур ниже Т^А_о выделившиеся ранее кристаллы β — модификации компонента А испытывают полиморфное превращение в А_α. Полиморфного превращения в этих сплавах можно и избежать, если ускоренным охлаждением добиться переохлаждения жидкости до температур ниже точки Т^А_о, когда становится возможной непосредственная кристаллизация А_α. Полиморфные превращения Б_α↔Б_β возможны во всех сплавах данной системы и происходят после затвердевания.

Если введение нерастворимой примеси почти не влияет на молекулярную картину переупаковки атомов, то с образованием твердых растворов положение меняется. Рассмотрим сначала полиморфные превращения в системе неограниченно растворяющихся в жидком и твердом состояниях компонентов (рис. 2).

Область ниже линии солидуса разделена на три участка:

АТ^А_оН, где сплавы устойчивы в однофазном состоянии α, представляющем собой твердый раствор α-модификации компонента А и неполиморфного компонента Б; Т^А_оТ_АТ_ББМ, где сплавы находятся в состоянии β, представляющем твердый раствор β-модификации компонента А и компонента Б; Т^А_оМН, где стабильно двухфазное состояние α+β. При температурах выше Т^А_о (но ниже линии солидуса) все сплавы состоят из кристаллов β-фазы, термодинамический потенциал которой меньше, чем α (рис.3).

С понижением температуры кривые изменения термодинамического потенциала α- и β-растворов в отдельных местах сближаются. При температурах ниже Т^А_о кривые пересекаются (рис. 4).

При этих температурах состояние сплавов меняется с изменением состава. Например, при Т = Т_в (рис. 4, в) сплавы интервала АС_в’ находятся в однофазном состоянии α, что обеспечивает им минимум термодинамического потенциала. Сплавы интервала С_в»Б устойчивы в однофазном состоянии β- твердого раствора. Сплавы интервала С_в’С_в» стабильны в двухфазном α + β состоянии, термодинамический потенциал их лежит на отрезке касательной в’в».

Таким образом, в сплавах интервала МБ при всех температурах — от комнатной до линии солидуса — стабильной фазой является β-раствор. Полностью полиморфное превращение β →α испытывают сплавы интервала АН. Сплавы, состав которых лежит между точками Н и М, превращаются частично.

Поделитесь этим материалом: