фаза). Между линиями ликвидуса и
солидуса — две фазы — жидкость и кристаллы твердого раствора, ниже
линии солидуса остается одна фаза — твердый раствор. Кристаллизация
чистого металла происходит при постоянной температуре, а
кристаллизация сплава — в интервале температур между ликвидусом и
солидусом (рис. 24, II). Между линиями ликвидуса и солидуса наряду с
жидким расплавом существуют кристаллы твердого сплава. На
диаграмме состояния линии, ограничивающие области существования
различных фазовых систем, характеризуют условия (температуру,
концентрацию) равновесия между фазами.
С учетом того, что давление при
фазовых изменениях можно принять постоянным, условия этих изменений
подчиняются закону (правилу фаз): С = К — Ф + 1, где С —■ число степеней свободы
(которых может быть две — температура и концентрация), позволяющих
сохранить устойчивое фазовое состояние по числу фаз Ф в системе, состоящей из К компонентов.
Для точки А (чистый металл) на диаграмме
рис. 24, /, при К = 1, Ф = 2 (жидкость и кристаллы А) С = 1— 2+1=0, т. е. система не имеет ни одной
степени свободы — чистый металл кристаллизуется при постоянной
температуре. Для сплава 80% Л+ 20% Б
в точке а
(начало кристаллизации) С
= 2 — 2 + + 1 = 1 имеется одна степень свободы, т. е.
кристаллизация сплава может происходить для неизменной концентрации при
переменной температуре. На рис. 24, /// показано, что в рассма-■ триваемом
твердом растворе переход от раствора Б в А к раствору А в Б происходит путем
постепенной замены в решетке А
атомов А
атомами Б без
определенного порядка мест замещения.
Такого рода взаимодействие
возможно для металлов с аналогичными,типами кристаллических решеток и
близкими размерами атомов (см. табл. 6). Металлы, дающие такого типа
сплавы с неограниченной растворимостью, должны хорошо соединяться
между собой различными видами сварки. При сварке плавлением, будь то
сварка без присадочного материала (рис. 24, ЧУ) или дуговая сварка
плавящимся электродом (рис. 24, VI) зоны расплавления и
смешения свариваемых металлов А и Б в
жидком состоянии представляют собой достаточно однородный
раствор, может быть, с несколько большей концентрацией оплавляемого
металла у кромки. После кристаллизации сварной шов представляет собой
непрерывный ряд твердых растворов переменного состава. Разница в
составе первых, выпадающих кристаллов и последних кристаллизующихся порций
металла, т. е. возможность микрохимической неоднородности,
увеличивается с уменьшением разницы между температурами плавления
свариваемых металлов и увеличением температурного интервала
кристаллизации — расстояния между линиями ликвидуса и
солидуса.
Указанное иллюстрируется рис. 25.
При кристаллизации сплава состава х—х
(см. рис. 24) состав первых кристаллов, выпадающих из
расплава при охлаждении его до температуры £а
соот-
