Диаграмма состояния с перитектическим превращением.

Твердые растворы могут образоваться не только из жидкой фазы, но и при ее взаимодействии с твердой фазой. Процесс образования новой фазы за счет растворения существующей твердой фазы в жидкости называется перитектическим.

Рис.11. Диаграмма состояния с перитектическим превращением

Диаграмма состояния такого типа приведена на рис.11. Компоненты диаграммы: компонент А и компонент В. Фазы: жидкая – ж, ограниченный твердый раствор компонента В в компоненте А – a и кристаллы компонента В. Линия СКД – линия ликвидуса, СРМ – линия солидуса, РН – линия растворимости компонента В в компоненте А, КРМ – линия перитектического, превращения, которое происходит при температуре t_П.

Сплав I (перитектический) начинает кристаллизоваться при температуре, соответствующей точке 1 с выделением кристаллов компонента В. При понижении температуры количество кристаллов В увеличивается. Состав жидкой составляющей изменяется по линии 1К При этом концентрация компонента В в жидкой фазе уменьшается, и при температуре t_П достигает концентрации компонентов, соответствующей точке К, т. е. достигаются условия, при которых происходит перитектическая реакция. Жидкий расплав состава К взаимодействует с ранее выделившимися кристаллами компонента В и образует твердый раствор a, состав которого соответствует точке Р. Следовательно, для образования a перитектического состава (в соответствии с правилом отрезков) необходимо, чтобы количество жидкой фазы состава К соответствовало отрезку РМ, а количество кристаллов В – отрезку КР.

После окончания процесса кристаллизации при дальнейшем охлаждении сплава, ввиду ограниченной растворимости компонента В в компоненте А (линия РН), из твердого раствора a перитектического состава будут выделяться кристаллы В_II. В итоге после полного охлаждения перитектический сплав I состоит из твердого раствора a и вторичных кристаллов компонента В (a + В_II).

Кристаллизация сплава II начинается при температуре, соответствующей точке 2, с выделением первичных кристаллов В. При достижении температуры t_П (точка 3) состав жидкого раствора соответствует точке К. При этой температуре происходит перитектическая реакция, для которой требуется количество жидкой фазы, соответствующее отрезку РМ. В рассматриваемом случае количество жидкой фазы соответствует отрезку 3М, что больше необходимого для перитектической реакции. В связи с этим часть жидкого расплава в перитектическом превращении принимать участия не будет, и сплав II в точке 3 состоит из кристаллов твердого раствора a (состав Р) и жидкой фазы (состава К). При дальнейшем охлаждении до точки 4 оставшаяся жидкость затвердевает с образованием a. После окончательного охлаждения сплав состоит только из зерен твердого раствора a.

В сплаве III кристаллизация начинается также с выделения первичных кристаллов компонента В. При понижении температуры (между точками 5 и 6) количество жидкого расплава уменьшается, его состав изменяется по линии 5К и к точке 6 достигает соответствующего точке К. По окончании кристаллизации (точка 6) происходит перитектическая реакция взаимодействия жидкой фазы состава точки К и первичных кристаллов В. В связи с тем, что для этой реакции количество кристаллов В требуется соответствующее отрезку КР, а имеется больше (отрезок К6), часть кристаллов В в перитектическом превращении принимать участия не будет и сплав после кристаллизации состоит из твердого раствора a состава Р и первичных кристаллов компонента В, которые называются избыточными (Визб). При дальнейшем охлаждении, ввиду ограниченной растворимости компонента В в А, из твердого раствора a будут выделяться вторичные кристаллы компонента В. Окончательно структура сплава III будет (a + В_II + Визб).