IMG6 067 (2)

66 4. Interpretacja wykresów układów równowagi

Wydzielanie się składnika przesycającego w miarę obniżania temperatury st₀ zachodzi tylko podczas dostatecznie wolnego chłodzenia (w warunkach zbliżonych do stanu równowagi), umożliwiającego efektywny przebieg dyfuzji. Szybkie chłodzę nie uniemożliwiając dyfuzję powoduje przesycenie roztworu stałego.

Fazowo stopy układu, jak wspomniano, obejmują dwa jednofazowe obszary roztworów stałych rozdzielone dwufazowym obszarem mieszaniny eutektycznei ot₉ + p₉. Pod względem strukturalnym obszar dwufazowy dzieli się na cztery części w których mikrostruktura stopów składa się:

-    w części / z dużych pierwotnych ziarn roztworu oe i małych wtórnych ziarn roztworu |

-    w części II stopów przedeutektycznych z dużych pierwotnych ziarn roztworu ot rozłożonych na tle drobnoziarnistej mieszaniny eutektycznej ot₉ + p₉,

-    w części III stopów zaeutektycznych z dużych pierwotnych ziarn P rozłożonych na tle mieszaniny eutektycznej a₉ + p₉,

-    w części IV z dużych pierwotnych ziarn roztworu P i małych wtórnych ziarn roztworu a.

Należy pamiętać, że w // i /// części stopy zawierają również wtórne ziarna odpowiednio P i ot, co zazwyczaj pomija się.

Za pomocą wykresu Sauveura dla dowolnego stopu położonego w obszarze dwufazowym można określić udział mieszaniny eutektycznej oraz składnika poza-eutektycznego w stopie (rys. 4.10a).

Przykłady podwójnych mieszanin eutek tycznych roztworów stałych podano w tabl. 4.1.

4.1.5. Mieszanina roztworów stałych z perytektyką

W hipotetycznym układzie A-B (rys. 4.1 la), którego składniki odznaczają się w stanie ciekłym nieograniczoną, a w stanie stałym ograniczoną rozpuszczalnością i dużą różnicą temperatur topnienia, występują trzy obszary fazowe. Stopy bogate w metal A albo bogate w metal B stanowią jednofazowe obszary roztworów stałych, odpowiednio a i p. Rozdziela je dwufazowy obszar mieszaniny roztworów stałych nasyconych ot₉ i p₉.

Stopy w obszarach jednofazowych, jak stop I o składzie np. 85% A i 15% B, krzepną (rys. 4.1 lb) w zakresie temperatur (Z = 1) w sposób typowy dla roztworów stałych, podlegając zjawiskom segregacji dendrytycznej i ujednorodnienia.

Stop 2 o składzie np. 45% A i 55% B krzepnie (rys. 4.1 lb) w pierwszym etapie w zakresie temperatur (Z = 1) przy krystalizacji fazy bogatszej w składnik wyżej topliwy (B), tj. roztworu stałego p. W momencie osiągnięcia temperatury solidusu roztwór ciekły osiąga skład punktu L, a roztwór stały - skład P₉. Rozpoczyna się drugi etap krzepnięcia, w którym w stałej temperaturze (Z = 0) dyfuzja atomów składnika B z roztworu P do cieczy oraz dyfuzja atomów składnika A w kierunku

Rys- 4.11. Układ mieszaniny roztworów stałych z pory tek tyką: a) wykres układu, b) krzywe krzepnięcia

stopów

przeciwnym powodują przemianę roztworu ciekłego i roztworu stałego p w nowy nasycony roztwór stały ot, co można zapisać symbolicznie

L + Pr-

Stop 3 o składzie np. 30% A. i 70% B krzepnie analogicznie jak stop 2 (rys. 4.1 1 fc>). Ponieważ jest bogatszy od stopu 2 w metal B, w chwili osiągnięcia temperatury solidusu faza stała jest w nadmiarze w stosunku do ciekłej. Dlatego w drugim etapie na utworzenie roztworu ot zostaje zużyta cała ilość roztworu ciekłego i cześć roztworu stałego p, a pozostała jego ilość pozostaje nie zmieniona, co można zapisać symbolicznie

^L 3- 0* —    -ł- P,-

Wreszcie stop 4 o składzie np. 55% A i 45% B (rys. 4.11 b) jest uboższy od stopu 2 w metal B. W rezultacie w drugim etapie zostaje w przemianie zużyta cała ilość roztworu stałego P i tylko część roztworu ciekłego, co można zapisać symbolicznie

L -ł- P_tf —► Qt_fl -h L.

Oznacza to, że zakończenie przemiany nie jest równoznaczne z zakończeniem krystalizacji. Pozostały roztwór ciekły krystalizuje w trzecim etapie w zakresie temperatur {Z = 1) jako roztwór stały ot.

Punkt P nazywa się punktem perytektycznym. Osobliwością stopu perytektyczne-go jest podczas krystalizacji przemiana dyfuzyjna w stałej temperaturze, w wyniku której z całkowitych ilości roztworów ciekłego i stałego tworzy się nowy roztwór stały o składzie punktu pery tek tycznego. Stop perytektyczny bezpośrednio po zakończeniu krystylizacji zawsze ma budowę jednofazową, natomiast w niższych •**rn per a t u rach jego budowa zależy od zmiany rozpuszczalności. Przy zwiększaniu

__irtości z obniżeniem temperatury stop zachowuje budowę jednofazową.

— n iejszani u rozpuszczalności, jak w układzie A-B, stop w rezultacie -*vsk uje budowę dwufazową.