Диаграмма c перитектикой

При эвтектическом превращении жидкость кристаллизуется с образованием двух твердых фаз. Возможен и другой тип нонвариантного превращения (трехфазного равновесия), когда жидкость реагирует с ранее выпавшими кристаллами и образует новый вид кристаллов L + β → α. Реакция подобного типа называется перитектической.

Диаграмма с перитектическим превращением показана на рис. 9. На диаграмме показаны три однофазные области: жидкость L и огра­ниченные твердые растворы α и β.

Линия AВС является линией ликвидус, линия APDB — линией солидус.

Кристаллизация сплава I. Кристаллизация начи­нается в точке 1 (рис. 10), когда из жидкости выпадают кристаллы β-раствора состава точки b. Затем по мере снижения температуры жидкость меняет свою концентрацию по линии ликвидус от точки 1 до точки С, а кристаллы β — по линии солидус от точки b до точки D. По достижении перитектической горизонтали CPD состав жидкости будет отвечать точке С, а состав кристаллов — точке D. Эти обе фазы реагируют и дают третью фазу α, концентрация которой опреде­ляется точкой Р — третьей точкой на горизонтали. Перитектическая реакция изображается следующим образом:

L_C + β_D → α_P или в более общем случае L + β → α

так как точки D и Р показывают предельную концентрацию твердых растворов β и α (для простоты линии предельной растворимости даны вертикальными). Количественное соотношение фаз при перитектической реакции, необходимое для образования α-фазы, определяется по правилу отрезков соотношением

.

В рассматриваемом же сплаве количество участвующих в перитектической реакции кристаллов β и жидкости определяется соотношением

,

т.е. в данном сплаве имеется избыток β-фазы по сравнению с тем количеством, которое необходимо для образования α-кристаллов. Поэтому по окончании реакции в избытке остаются β-кристаллы. Следовательно, в структуре будут продукты перитектической реак­ции (т. е. α-кристаллы) и оставшиеся избыточные первичные β -кри­сталлы. Чем ближе точка -2 лежит к точке Р, тем меньше в реакции остается избыточных β -кристаллов.

Для сплава, отвечающего по концентрации точке Р, соотношение реагирующих при перитектическом превращении жидкости и β -кристаллов таково, что оно как раз достаточно для образования α-кри­сталлов предельной концентрации.

На рис. 10, а показана кривая охлаждения сплава I; отдельные моменты кристаллизации показаны на схемах структур. Для перитек­тической кристаллизации (средняя схема) характерно то, что новая α-фаза появляется на границе реагирующей друг с другом жидкости и β -кристаллов. Для сплава I перитектической реакцией заканчи­вается процесс кристаллизации.

Кристаллизация сплава II (рис. 10, б). Отличие кристаллизации этого сплава от кристаллизации сплава I состоит в том, что при перитектической температуре имеется избыток жидкой фазы по сравнению с тем количеством, которое необходимо для обра­зования α-кристаллов концентрации Р. Поэтому перитектическое превращение заканчивается исчерпанием β -твердого раствора, и оставшаяся жидкость в интервале между точками 2'—3 кристалли­зуется в α-фазу. При этом концентрация жидкости изменяется по кривой С—а, а концентрация образующихся α-кристаллов — по Р —3 (см. рис. 9).