По этому типу диаграмм
затвердевают сплавы Си—Ni; Со—Ni; Fe—Ni и др. В указанных системах
образуются однородные твердые растворы, так как составляющие их компоненты
имеют одинаковый тип кристаллических решеток при разнице в атомных
размерах не более 8%.
В качестве примера второго рода
диаграмм состояния на рис. 31 приведена система Си—Ni. По внешнему виду
эта диаграмма напоминает чечевицу, верхняя часть которой ограничена
линией ликвидуса (линия 1РВК'2), а нижняя — линией солидуса
(линия 1К"тп2).
В отличие от системы Pb—Sb
затвердевание сплавов Си—Ni начинается с выделения из жидкости
кристаллов твердого раствора (Си и Ni). Сплав с 30% Ni (точка К)
при 1400° С (точка а) будет жидким. В точке К.' из
жидкости выпадут кристаллы твердого раствора Ni—Си состава,
соответствующего точке п, на диаграмме (73% Ni); при
охлаждении сплава ст точки К' до точки К" состав
остающейся жидкости изменяется от точки К' до точки Р.
Последняя капля жидкости содержит всего лишь 7% Ni. Состав кристаллов
твердого раствора, выпадающих в ходе затвердевания, изменяется вдоль линии
солидуса от точки п до точки К."- Последним затвердеет
кристаллик состава, соответствующего точке К" (30%
Ni).
Таким образом, при затвердевании
сплава этой системы наблюдается непрерывное изменение составов жидкой
фазы и образующихся кристаллов твердых растворов.
Первые твердые частицы, которые
формируются из центров кристаллизации, и главные оси дендритов (оси
первого порядка) в затвердевшем сплаве сильно обогащены тугоплавким
компонентом, т. е. Ni; по мере понижения температуры и формирования осей
последующего порядка в твердой фазе увеличивается содержание Си.
Остающаяся жидкость обогащается медью, т. е. более легкоплавким
компонентом. В результате кристаллизации структура сплава получается
неоднородной, так как диффузия не успевает выравнивать состав
образующегося твердого раствора.
На рис. 31, а приведена
микроструктура чистой меди, на рис. 31, г — микроструктура чистого никеля.
Микроструктура сплава, содержащая 30% никеля, показана на рис. 31, б.
Светлые участки представляют твердый раствор, обогащенный никелем,
темные — твердый раствор, обогащенный медью. Внутри отдельных зерен
элементы распределены неравномерно; такое явление называют
внутридендритной ликвацией. Нагрев до температуры, лежащей на
50—100° С ниже линии солидуса, и выдержка при этой температуре выравнивают
состав (рис. 31, в).
Третий тип
диаграмм состояния; в жидком состоянии компоненты взаимно
неограниченно растворимы; в твердом — обладают ограниченной
растворимостью, образуя при кристаллизации эвтектику. На рис. 32
приведен этот тип диаграммы Кристаллизация доэвтектических сплавов по
линии ликвидуса АС начнется выделением из жидкого раствора
кристаллов твердого раствора а (твердый раствор компонента В
в кристаллической решетке компо-
