Диаграмма состояния I рода 3

Построим кривые охлаждения для девяти сплавов меди с никелем и определим температуры начала и конца затвердевания этих сплавов. Полученные данные приведены в табл. 3. По оси абсцисс отложим содержание никеля (в процентах) от 0 до 100%. В крайних точках т. е. 0 и 100%) восставим перпендикуляры (оси ординат), на которых отложим в определенном масштабе температуры. Из расположенных по оси абсцисс точек, соответствующих концентрации взятых нами сплавов, проведем вертикальные линии и отложим на них температуры начала и конца затвердевания сплавов. Соединив плавными линиями точки б начала затвердевания и точки в конца затвердевания взятых нами сплавов, получим диаграмму состояния сплавов меди с никелем. Линией ликвидуса полученной диаграммы будет кривая, проведенная через точки б, а линией солидуса кривая, проведенная через точки.

Диаграмма имеет три области: в области I все сплавы меди с никелем будут находиться в жидком состоянии, в области II будут сосуществовать кристаллы твердого раствора и жидкий сплав, а в области III все сплавы будут состоять из кристаллов твердого раствора. Принципиальное отличие полученной диаграммы состояния сплавов меди с никелем от диаграммы состояния I рода заключается в том, что температура конца затвердевания у всех сплавов меди с никелем различная, поэтому линия солидуса имеет криволинейный характер, а на диаграмме состояния I рода окончание затвердевания всех сплавов происходит при одной и той же температуре и линия солидуса прямая. Причина такого различия заключается в том, что у всех сплавов, образующих механические смеси (диаграмма I рода), концентрация жидкости в конце процесса кристаллизации всегда одинакова. У сплавов, образующих твердые растворы, концентрация жидкости в конце процесса кристаллизации будет неодинаковой. Строение сплавов меди с никелем при различных температурах. Сравнивая эти структуры со структурами сплавов первой группы, мы видим, что между ними имеется существенное отличие. У сплавов, образующих твердые растворы, микроструктура состоит, как и у чистых металлов, из однородных зерен, поэтому по микроструктуре нельзя отличать твердые растворы от чистых металлов. Они отличаются лишь строением кристаллической решетки. У чистых металлов кристаллическая решетка состоит из однородных атомов, а у твердых растворов - из атомов двух или более элементов.

Рассмотренные два типа диаграмм состояния сплавов являются наиболее простыми и вместе с тем наиболее важными. Встречаются и другие группы сплавов: например, когда компоненты, входящие в сплав, могут образовывать химические соединения или когда компоненты могут лишь в ограниченном количестве растворяться друг в друге в твердом состоянии. В указанных случаях диаграммы состояния сплавов имеют более сложный вид и представляют собой ту или другую комбинацию диаграмм состояния I и II рода.