Характерной особенностью этого вида систем является отсутствие минимумов на кривой плавления (рис. 9). В данной системе образуется всегда один и тот же твердый раствор переменного состава (обозначенный SAB), т. е. твердый раствор одного и того же структурного типа, причем все двухкомпонентные составы кристаллизуются только в виде твердого раствора SAB, а в чистом виде компоненты А и В из таких составов не выпадают.
Рис. 9. Диаграмма состояния системы
с непрерывным рядом твердых растворов
Температура плавления смесей, образующих твердые растворы, плавно снижается от более тугоплавкого компонента А к менее тугоплавкому компоненту В. Верхняя кривая является ликвидусом, нижняя – солидусом. Линия солидуса характеризует составы твердых растворов, находящихся в равновесии с расплавом при данной температуре. Ниже линии солидуса и выше линии ликвидуса система однофазна и представляет собой твердый или жидкий растворы. Между этими линиями в равновесии находятся две фазы: жидкая – расплав и твердая – кристаллы твердого раствора.
Пути кристаллизации всех составов в этой системе идентичны. Например, при охлаждении расплава а до температуры t 1 (точка b на кривой ликвидуса) начнется кристаллизация твердого раствора, состав которого определяется точкой пересечения конноды с линией солидуса (точка с). При дальнейшем охлаждении состав жидкой фазы будет изменяться по кривой ликвидуса (от точки b к точке b 2), а состав кристаллизующегося твердого раствора – по кривой солидуса (от точки с к точке с 2). Например, при температуре t 2 расплав имеет состав b 1, а твердый раствор – состав c 1.
Когда состав твердого раствора окажется одинаковым с исходным составом жидкости, т. е. когда точка состава твердого раствора, в данном случае точка с 2, окажется на вертикали исходного состава (abc 2 d), при температуре t 3 произойдет окончательное затвердевание расплава. Таким образом, путь изменения состава жидкой фазы – a ® b ® b 2, а твердой фазы c ® c 2® d. Окончательно затвердевший расплав будет состоять только из однородных кристаллов твердого раствора состава d.
Диаграмма состояния двухкомпонентной системы
С ограниченным рядом твердых растворов
И эвтектоидной точкой
В этой системе (рис. 10) растворимость компонентов А и В друг в друге ограничена определенными пределами. Компонент В может растворяться в А, образуя твердый раствор, обозначенный SA ( B ) (твердый раствор на основе структуры компонента А), только в пределах концентраций от нуля (точка А) до концентрации, выражаемой точкой g. Компонент А может растворяться в В, образуя твердый раствор, обозначенный SB ( A ) (твердый раствор на основе структуры компонента В), только в пределах концентраций от нуля (точка В) до концентрации, выражаемой точкой g 1. Однофазные области твердых растворов SA ( B ) и SB ( A ) на диаграмме заштрихованы.
Рис. 10. Диаграмма состояния системы с ограниченным
рядом твердых растворов и эвтектоидной точкой
Ниже эвтектоидной температуры t 1 предельные концентрации твердых растворов определяются линиями gk и g 1 k 1. В области kgg 1 k 1 система представляет собой смесь SA ( B ) и SB ( A ). Рассмотрим путь кристаллизации некоторых составов в этой системе.
Путь кристаллизации расплава а. По достижении кривой ликвидуса (точка b) из расплава этого состава начинают выделяться кристаллы твердого раствора SB ( A ) состава с (точка на кривой солидуса). При дальнейшем охлаждении состав жидкости будет изменяться по кривой ликвидуса от точки b до эвтектоидной точки Е, а состав выпадающих твердых растворов – по кривой солидуса от точки с до точки g 1. При эвтектоидной температуре t 1 жидкость эвтектоидного состава Е полностью закристаллизовывается с выделением двух твердых растворов SA ( B ) состава g и SB ( A ) состава g 1. При дальнейшем охлаждении составы этих двух твердых растворов будут изменяться по бинодальным кривым gk и g 1 k 1.
Путь кристаллизации расплава а 1. Начальный путь кристаллизации расплава этого состава аналогичен предыдущему: состав жидкости при охлаждении изменяется от b 1 до b 3, а состав твердого раствора SB ( A ) – от с 1 до с 3. При дальнейшем охлаждении происходит понижение температуры твердого раствора от точки с 3 до точки е 1, лежащей на бинодальной кривой g 1 k 1. При температуре t 2, соответствующей точке е 1, твердый раствор SB ( A ) оказывается насыщенным по отношению к компоненту А, который начинает выделяться, но не в чистом виде, а в виде твердого раствора SA ( B ), состав которого определяется концом конноды е 1 е, т. е. точкой е, лежащей на бинодальной кривой gk. При дальнейшем охлаждении составы образовавшихся твердых растворов изменяются по бинодальным кривым соответственно от точки е 1 до точки k 1 и от точки е до точки k.
Путь кристаллизации расплава а 2. Этот путь ничем не отличается от такового в системе с непрерывным рядом твердых растворов.
