Фазовые превращения в сплавах

Мы знаем большое количество изменений в твердом состоянии, кажущихся на первый взгляд очень различными. Между переводом в закаленное (gehartet) состояние и улучшением дуралюмина нет особого сходства ни в особенностях состояния, ни в достигаемых свойствах. Однако исследования, вызванные к жизни открытием процесса улучшения дуралюмина и выяснением его причины, обнаружили большое количество сплавов, которые как в отношении диаграммы состояний, так и в отношении изменения свойств (при термической обработке) смогут составить почти непрерывную шкалу.

Что касается диаграмм состояний, то обычно мы различаем по три основных случая фазовых превращений: 1) процессы выделения; 2) процессы превращения, включающие предельный случай превращения чистых металлов, и 3) процессы эвтектоидного распада.

Хотя это деление, как признано в настоящее время, не играет уже больше решающей роли в отношении изменения свойств связанного с изменением состояния, при систематическом изложении оно все же сохраняет для нас руководящее значение.

Собственно процессы выделения представляются на диаграмме состояний в одной из форм. Наиболее частым случаем является выделение промежуточной фазы или соединения из твердого раствора, граничащего с чистым веществом А.

Реже случается, чтобы выделения состояли из другого чистого вещества В или граничащего с ним твердого раствора. Это имеет место в медносеребряных, а также некоторых низкоплавких сплавах. Такая диаграмма состояний находится в очень тесной связи с выделением или распадением непрерывного ряда а-твердых растворов на два насыщенных си- и а2-твердых раствора.

До сих пор известны две системы этого рода: золото - никель и золото - платина.

Из процессов превращения наипростейшим является переход tx-твердого раствора в ai-твердый раствор. Этот процесс включает, как частный случай и превращение чистого вещества. Ряд важных железных сплавов, в особенности никелевые стали, обнаруживает подобное фазовое превращение (Y-Я). Превращение может претерпевать также а-твердый раствор среднего состава. Насколько, мы пока можем об этом судить, такое превращение, встречающееся особенно часто у многих сплавов благородных металлов, всегда протекает так, что в результате возникает новая ai-фаза, с широкой областью существования, которая отделена от а-твердого раствора, по-видимому, узкими полосами гетерогенного состояния. Однако область таких превращений до сих пор совершенно неясна. В качестве явления, обратного описанному, можно рассматривать превращение промежуточной g-фазы в а-твердый раствор - случай, имеющийся при §-Латуни.

Если мы представим далее, что р-область, как это показано, оканчивается при определенной температуре, то мы будем иметь эвтектоидный распад, который особенно подробно исследован на медных сплавах. Йо и а-твердый раствор может распадаться с образованием эвтектоида, что и случается с углеродистой сталью. В эвтектоидном распаде в стали всегда принимает участие еще третья фаза (Y).

В этой системе мы видим переход от превращения при малых концентрациях к эвтектоидному распаду при более высоких. Кроме того, при всех процессах превращения встречаются составы, при которых происходит лишь процесс выделения. Мы можем, таким образом, тщательно изучая различные системы, обнаружить у них родственные черты.