Spis treści
Wykres 2
Opis wykresu 3
Powyższy rysunek przedstawia schematyczne przykłady składników strukturalnych występujących w odpowiednich stopach oglądanych pod mikroskopem optycznym. W każdym stopie tego układu równowagi w czasie krystalizacji występują dwie fazy, z których żadna nie ma składu stopu wyjściowego. Po zakończeniu krzepnięcia w stopie istnieją tylko kryształy czystego pierwiastka A lub B, występujących Jako gruboziarniste kryształy pierwotne lub jako drobne kryształy w eutektyce. Wykres równowagi fazowej ma, zatem pola, w których występuje jedna faza- są to pola jednorodne (homogeniczne) lub pola, w których występuje mieszanina dwóch faz - pola niejednorodne(heterogeniczne). Znamy wiele sposobów budowy wykresu równowagi faz. Powyższy wykres równowagi powstał w następujący sposób. Zmieszano ze sobą czyste składniki A i B, następnie stopniowo uzyskiwano krzywe chłodzenia dla poszczególnych stopów. Załamania i przystanki przerzutowano na wykres równowagi faz. Metodę tą nazywamy analizą cieplną bądź też analizą termiczną. Tylko czyste pierwiastki A i B oraz stop eutektyczny krystalizują w stałej temperaturze, pozostałe stopy tego układu krystalizują w pewnym zakresie temperatur.
Przejście dwóch różnych stopów podczas chłodzenia ze stanu ciekłego w stan stały pokazano za pomocą następującej reguły pomocniczej: po osiągnięciu nowego pola wykresu przy chłodzeniu wędrujemy nim po prostej poziomej (po obu stronach składu) ,aż do punktów przecięcia się z najbliższymi liniami (liniami równowagi faz). Te punkty przecięcia mają skład powstającego kryształu lub cieczy. Dla stopu 2, po osiągnięciu przy chłodzeniu linii poziomej, równocześnie zaczynają się wydzielać i rosnąć kryształy czystych pierwiastków A i B. Zjawisko równoczesnego krzepnięcia obu składników w stopie o składzie punktu 2 zachodzi w temperaturze znacznie niższej od temperatury krzepnięcia czystych pierwiastków A i B. Powstaje wówczas wiele zarodków, rosnące ziarna osiągają małe wymiary i powstaje drobna struktura zwana eutektyką. W stopie 1, przy przejściu do nowego pola, zaczynają rosnąć kryształy czystego składnika A, pływające w cieczy, która zaczyna procentowo bogacić się w składnik B i jej skład przesuwa się w prawo, zaś temperatura jej krystalizacji obniża się. Z cieczy znów wydziela się czysty składnik A, ciecz bogaci się procentowo w składnik B i przesuwając swój skład w prawo w niższej temperaturze zaczyna wydzielać składnik A. W rzeczywistości proces ten odbywa się w sposób ciągły, tzn. rosną kryształy czystego składnika A, ciecz bogaci się w składnik B i jej skład przesuwa się stopniowo w prawo, zgodnie z krzywą ciągłą, temperatura w sposób ciągły maleje, ilość cieczy zmniejsza się wagowo. Uwolniona energia krystalizacji powoduje, że krzywa chłodzenia opada nie tak stromo jak krzywa poprzednia. Jeżeli temperatura pozostałej cieczy osiągnie linię poziomą w obszarze nowego pola, rozpocznie się krystalizacja eutektyki. Odtąd temperatura stopu będzie stała, aż do chwili wykrystalizowania całej cieczy. Po wyczerpaniu się cieczy, temperatura ciała stałego będzie maleć przy dalszym ochłodzeniu.