IMG4 065 (2)

64 4. Interpretacja wykresów układów równowagi

Powstanie omawianego typu mieszaniny składników można wytłu_ma suwaniem się punktu eutektycznego w kierunku składnika niżej topłfojJ^ Prze, wzrostu temperatury składnika wyżej topliwego (rys 4.9).    ’^w

Rys. 4.9. Wpływ temperatury topnienia składników na położenie punktu eutektycznego

Przesłanki termodynamiczne dowodzą, iż nie ma układów, których składniki w stanie stałym odznaczałyby się absolutnym brakiem rozpuszczalności. Niekiedy jednak rozpuszczalność jest tak mała (tysięczne części procenta), że utworzony stop - roztwór stały - nie ma technicznego znaczenia. Z tego powodu poprawniej jest mówić o układach z praktycznym brakiem rozpuszczalności. Analogicznie teoretycznie nie są możliwe układy mieszanin pozbawione punktu eutektycznego. W konkretnych przypadkach eutektyka może mieć tak małą zawartość składnika niitj topliwego, iż obniżenie temperatury eutek tycznej zawarte jest w granicach dokładności pomiaru temperatury.

Przykłady podwójnych mieszanin składników podano w tabl. 4.1.

4.1.4. Mieszanina roztworów stałych z eutektyką

W hipotetycznym układzie A-B (rys. 4.10a), którego składniki odznaczają się w stanie ciekłym nieograniczoną, a w stanie stałym ograniczoną rozpuszczalnością i nieznaczną różnicą temperatur topnienia, występują trzy obszary fazowe. Stopj bogate w metal A oraz bogate w metal B stanowią jednofazowe obszary roztworói stałych, odpowiednio a (metalu B w A o maksymalnej rozpuszczalności 15%) i p (metalu A w B o maksymalnej rozpuszczalności 10%). Obszary te rozdzielone są dwufazowym obszarem mieszaniny eutektycznej roztworów stałych nasyconych

Si

Stopy położone w obszarach jednofazowych, jak stop 1 o składzie np. 95% A i 5% B, krzepną w zakresie temperatury (Z = 1) w sposób typowy dla roztworói stałych, podlegając zjawiskom segregacji dendrytycznej i ujednorodnienia.

Stopy położone w obszarze dwufazowym, jak stop 2 o składzie np. 35% A i 65% B, krzepną jak mieszanina eutektyczna (rys. 4.1 Ob). Trzeba tylko pamiętać, a w pierwszym etapie przy obniżającej się temperaturze (Z = 1) krystalizują ziarna nie

Rys. 4.10. Układ mieszaniny roztworów stałych z culektyką: a) wykres układu, b) krzywe krzepnięcia

stopów

metalu B, lecz roztworu stałego p. Natomiast w drugim etapie w stałej temperaturze (Z = 0) krystalizuje eutektyczna mieszanina roztworów stałych nasyconych a₍ + Krystalizację eutektyczną można więc przedstawić symbolicznym zapisem

L_b-«„ + P_w-

W licznych układach mieszanina eutektyczna składa się z ziarn roztworu stałego i praktycznie czystego składnika, tzn.

!-£-•«, + B.

Rozpuszczalność wzajemna składników układu w stanie stałym zmniejsza się z obniżeniem temperatury, co wywołuje przemianę fazową, zwaną przemianą wydzielania.

Stop 3 o składzie np. 90% A i 10% B (rys. 4.10b) po zakończeniu krystalizacji w temperaturze Tjest roztworem stałym. Po ochłodzeniu w warunkach równowagi, w temperaturze T„ staje się roztworem nasyconym. Sieć roztworu osiąga stan równowagi międzyatomowych sił wiązania i naprężeń wywołanych zniekształceniem sieci. Poniżej temperatury T„ na skutek nadmiernych naprężeń sieć staje się nietrwała — nie może się w niej utrzymać dotychczasowa liczba atomów metalu B. Dlatego chłodzeniu stopu w warunkach równowagi poniżej temperatury nasycenia towarzyszy wydzielanie się z roztworu stałego a składnika przesycającego, tj. metalu B w postaci roztworu stałego P₉, bowiem atomy metalu B oddziaływając na atomy metalu A „pociągają” za sobą pewną ich liczbą. Analogicznie w czasie chłodzenia poniżej temperatury nasycenia z roztworu stałego p wydziela się składnik przesycający A pod postacią roztworu stałego a . Dla dowolnej temperatury T₀ poniżej temperatury eutektycznej punkty przecięcia izotermy z krzywymi rozpuszczalności granicznej określają składy roztworów nasyconych faz ct_# i p,, wydzielających się z roztworów nasyconych odpowiednio P_B i a₍.

Składnikiem przesycającym podstawowy roztwór stały może być składnik stopu, jak w układzie A-B, albo faza międzymetaliczna, jak w licznych innych układach.