лы с небольшим содержанием
неметаллов (железо с углеродом — чугун, сталь).
Фаза - однородная
часть системы, имеющая одинаковый состав, одно и то же агрегатное
состояние и отделенная от остальных частей системы поверхностью
раздела, при переходе через которую химический состав или структура
вещества изменяются скачкообразно.
Система -
совокупность фаз, находящихся в равновесии при определенных
внешних условиях (давлении, температуре). Например, однородная жидкость
(расплавленный металл) является однофазной системой, при
кристаллизации чистого металла система состоит из двух фаз: жидкой
(расплавленный металл) и твердой (зерна закристаллизовавшегося
металла). Другой пример: механическая смесь двух видов кристаллов образует
двухфазную систему, так как каждый кристалл отличен по составу или
строению и отделен один от другого поверхностью раздела. Сплав
называют однородным (гомогенным), если его структура однофазна, и
разнородным (гетерогенным), если его структура состоит из нескольких
фаз.
Структура сплава -
видимое в микроскоп взаимное расположение фаз, их форма и размеры.
Компоненты в сплавах могут составлять жидкие и твердые растворы,
химические соединения и механические смеси (рис. 41).
Однородные жидкие растворы (рис.
41, а) характерны почти для всех металлов, растворяющихся друг в друге в
жидком состоянии в любых соотношениях. В однородном жидком растворе
атомы 1 растворимого металла (компонента) А равномерно распределены среди
атомов металла В — растворителя. Лишь немногие металлы растворяются в
жидком состоянии ограниченно. И только очень немногие металлы совсем
не растворяются друг в друге в жидком состоянии из-за большой разницы в
размерах своих атомов. В процессе кристаллизации и затвердевания
сплавов взаимодействие компонентов может быть различным.
Твердые растворы
(рис. 41,6) образуются в результате перехода в твердое состояние
однородных жидких растворов. Отличительная характеристика твердого
раствора: одно из веществ, входящих в состав сплава, сохраняет
присущую ему кристаллическую решетку (рис. 42), а другое в виде отдельных
атомов распределяется в кристаллической решетке первого вещества.
Твердые растворы бывают двух типов: твердые растворы замещения
и твердые растворы внедрения. Независимо от типа
твердые растворы однофазны.
В твердых растворах
замещения часть атомов в кристаллической решетке одного из
компонентов замещена атомами другого (рис. 43). Твердые растворы
замещения образуются, например, в сплавах железа с хромом, никелем и с
другими элементами. Твердые растворы замещения называют неупорядоченными
твердыми растворами, так как атомы растворимого элемента могут
замещать атомы растворителя в любых узлах решетки.
В твердых растворах
внедрения атомы растворенного компонента внедряются в межатомное
пространство кристаллической решетки другого
