II. Твердые растворы

Сплав представляет собой однородную фазу переменного состава, в которых различные атомы образуют общую кристаллическую решетку называемую твердым раствором.

Твердый раствор образуется, если атомы смешиваемых металлов могут замещать друг друга в кристаллической решетке, не нарушая ее структуры. Благодаря такой замене получаются совершенно однородные смешанные кристаллы, содержащие одновременно атомы обоих металлов и обуславливающие полную однородность сплава.

Металлы могут образовывать жидкие растворы неограниченной концентрации. При охлаждении из этого раствора выпадают кристаллы чистых компонентов, и их смесь создает затвердевший сплав.

Сплавы такого типа отличаются высокой однородностью (это гомогенные сплавы) и постепенным изменением физических свойств с изменением состава. Прочность и твердость твердых растворов обычно выше, а электрическая проводимость и теплопроводность ниже, чем у каждого из компонентов в отдельности.

Примером могут служить твердые растворы: СuNi; AgAu

Рассмотрим диаграмму плавкости системы с образование непрерывных твердых растворов (см.рис.3).

Вид кривых плавления (нижняя кривая) и кристаллизации (верхняя кривая) обусловлен тем, что выделяющиеся при охлаждении расплава кристаллы содержат оба компонента.

Рис.3. Диаграмма плавкости системы с образованием непрерывных твердых растворов (никель – медь).

Возможные фазовые состояния в системе:

I область (выше линии ликвидус): гомогенная система расплава Ni–Cu.

Ф = 1 C = 2 + 1 – 1 = 2

II область (между линиями ликвидус и солидус): расплав и кристаллы твердого раствора

Ф = 2, C = 2 + 1 – 2 = 1

III область (ниже линии солидус): твердый раствор.

Ф = 2, C = 2 + 1 – 2 = 1.