22176 IMG8 059 (2)

58 4. Interpretacja wykresów układów równowagi

stopu, przedstawione liniami przerywanymi na rys. 4.2a. Techniczne w_ariln,. krzepnięcia odlewów, zwłaszcza kokilowych, odbiegające od stanu równowa •' powodują zawsze mniej lub więcej wyraźną segregację dendrytyczną. Skutki segre gacji dendrytycznej można usunąć praktycznie całkowicie poddając gotowy ₀(j|_Cw wygrzewaniu przez kilka godzin w temperaturze 50 -r- 150°C poniżej temperatury solidusu, co umożliwia efektywny przebieg dyfuzji.

W hipotetycznym układzie A-B (rys. 4.3a), którego składniki odznaczają się nieograniczoną rozpuszczalnością wzajemną w stanie stałym i ciekłym oraz nieznaczną różnicą temperatur topnienia, obserwuje się minimum temperatury krzep, nięcia. Stopy I i 2 położone po obu stronach minimum krzepną w sposób właściwy roztworom stałym (rys. 4.3b), podlegając zjawiskom segregacji i ujednorodnienia. Z faktu przecięcia się linii likwidusu i solidusu można by wnioskować, iż stop 3 krzepnie w stałej temperaturze. Przeczy temu reguła faz (Z = 1), według której stop krzepnie w zakresie temperatur (rys. 4.3b) jak wszystkie roztwory stałe. Zakres temperatur likwidusu i solidusu stopu o składzie odpowiadającym minimum jest przeważnie tak mały, że nie można go przedstawić w podziałce wykresu. Wąski zakres temperatur likwidusu i solidusu sprawia, iż stopy o składach położonych w pobliżu minimum bez względu na szybkość chłodzenia praktycznie nie podlegają segregacji i krzepną jako ujednorodnione.

Rys. 4.3. Układ roztworu stałego z minimum temperatury krzepnięcia: a) wykres układu, b) krzywe I krzepnięcia stopów

Struktura pierwotna roztworu stałego zależy od stopnia ujednorodnienia stopu. Stop całkowicie ujednorodniony ma mikrostrukturę złożoną z poliedrycznych ziarn

0    wyraźnych granicach, różniących się zabarwieniem (rys. 4.4a). Różnice zabarwienia są wynikiem odmiennego atakowania przez odczynnik różnych płaszczyzn krystalograficznych, w których przypadkowo zorientowane ziarna są przecięte płaszczyzną zgladu. Stop nieujednorodniony ma mikrostrukturę o widocznych osiach (głównych

1    dalszych rzędów) dendrytów i słabo lub wcale nie zaznaczonych granicach ziarn (rys. 4.4b). Różnice zabarwienia są spowodowane różnym na przekroju dendrytu składem chemicznym, tj. odmienną odpornością na działanie odczynnika poszczególnych stref.

Większość roztworów stałych metali należy do tzw. roztworów rzeczywistych. Charakteryzuje je energia swobodna G, nieco większa od wartości G„ odpowiadają-_Kj _rozt\vorowi idealnemu. W roztworze rzeczywistym poniżej pewnej temperatury j krzywe energii swobodnej w zależności od stężenia G, wykazują w pewnym zakresie składów charakterystyczne przegięcie (rys. 4.5b), potęgujące się z obniżałem temperatury. Jest ono wynikiem powiększającej się z obniżaniem temperatury roli entalpii H (a nie entropii TS), której odchylenia od wartości idealnych wywierają decydujący wpływ na kształt krzywych.

skłod %B

Ryt. 4.5. Rozpad spinodalny: a) wykres układu, b) krzywe energii swobodnej w zależności od stężenia dla

kilku temperatur