Диаграммы состояния с неограниченной растворимостью компонентов в жидком и твердом состояниях

Верхняя кривая называется кривой ликвидус, она соответствует началу кристаллизации. Выше этой кривой все сплавы находятся в жидком состоянии. Область существования жидкого раствора обозначим буквой L (от греч. ликва – жидкость).

Нижняя кривая называется кривой солидус, она соответствует концу кристаллизации и ниже нее все сплавы находятся в твердом состоянии. Обозначим область существования твердого раствора a. В интервале между кривыми ликвидуса и солидуса, называемом интервалом кристаллизации, все сплавы будут находиться в двухфазном состоянии (L + a).

Таким образом, линии ликвидус и солидус делят всю диаграмму на три области: две однофазные (L иa) и одну двухфазную (L + a) (рис.8) и являются геометрическим местом точек, отвечающих температурам начала и конца кристаллизации различных сплавов. Кроме того, эти кривые изображают составы равновесных фаз (жидкости и a- кристаллов) при кристаллизации.

Рассмотрим кристаллизацию сплава состава точки х. Процентное содержание компонента А в этом сплаве будет определяться отрезком хВ, а компонента В – хА.

При температурах выше линии ликвидус сплав будет находиться в жидком состоянии. При температуре Т₁ (а точнее, немного ниже её) из жидкости состава точки 1 (на линии ликвидус) начнут выделяться кристаллики твердого раствора, состав которых будет определяться точкой 2, лежащей на линии солидус. Как видно, состав первых a-кристаллов отличен от состава исходной жидкой фазы, они обогащены более тугоплавким компонентом А. Жидкость при этом будет обогащаться компонентом В. Иными словами, по мере понижения температуры, состав жидкой фазы все больше будет отличаться от исходного, изменяясь по линии ликвидус от точки 1 до точки 3, а состав a- кристаллов будет изменяться по линии солидус от точки 2 до точки 4.

Рассмотренный процесс кристаллизации сплава состава точки х можно коротко записать L_1–3---> a_2–4, точки 1–3 и 2–4 характеризуют начальные и конечные составы жидкой и твердой фаз, Т₁ и Т₃ – температуры начала и конца кристаллизации (см. рис.8). При охлаждении сплава от температуры Т3 до комнатной твердый раствор сохраняется без изменений.

Cреди диаграмм рассматриваемого типа встречаются такие, у которых на кривых ликвидуса и солидуса наблюдаются максимумы или минимумы (рис.9), в которых кривые ликвидуса и солидуса касаются друг друга. Сплавы, составы которых отвечают точкам максимума или минимума, кристаллизуются как чистые компоненты при постоянной температуре и одинаковом составе жидкой и твердой фаз.