Расширение области твердых растворов

Рассмотрим расширение области твердых растворов при значительных отклонениях от локального равновесия. Развитие исследований закалки из жидкого состояния в направлении использования все больших и больших скоростей охлаждения привело к появлению ряда эффектов, которые не согласуются с представлениями о сохранении у фронта кристаллизации составов, близких к равновесным. При исследовании, например, кристаллизации сплавов Al-Mg, Al-Cu, Ag-Cu, Cu-Sn, Cu-Sb и др. обнаружена возможность формирования двух типов сильнопересыщенных твердых растворов. Растворы второго типа, рассмотренные ранее, образуются при сравнительно небольших скоростях охлаждения (до 10 К/с) и их состав может быть описан продолжением линий равновесного солидуса в метастабильную область.

При больших скоростях охлаждения могут появляться однородные твердые растворы состава исходной жидкости. Рентгенографически картина их появления выглядит следующим образом. На фоне размытой интерференционной линии с максимумом, соответствующим отражению от осевых участков дендритных ветвей, появляется очень четкая линия L0. Положение ее соответствует отражению от участков сплава, имеющих в пределах точности измерения тот же состав, что и исходная жидкая фаза. С увеличением скорости охлаждения размытые линии ослабевают, а четкие, наоборот, усиливаются. При достаточно больших скоростях охлаждения видны только четкие линии, что свидетельствует о формировании однородного твердого раствора состава исходной жидкости по всей толщине пленки. Твердые растворы С0 могут образовываться как в однофазной, так и двухфазной областях. Поэтому главным в данном случае является не столько расширение области твердых растворов, сколько изменение коэффициента распределения у фронта. Причем такое его изменение, которое свидетельствует о кристаллизации без перераспределения вообще (бездиффузионная кристаллизация).

Об изменении коэффициента распределения у фронта кристаллизации свидетельствуют также результаты опытов Бейкера и Кана. Исследовалась кристаллизация сплавов в системе Zn—Cd с ретроградным солидусом. При больших скоростях охлаждения удалось зафиксировать в твердом растворе до 5 % Cd (по массе). Максимальная равновесная растворимость составляла 2,6 % Cd. В связи с особенностями ретроградного солидуса образование сильнопересыщенных твердых растворов в таких системах не может быть объяснено в предположении сохранения локального равновесия на поверхности раздела твердой и жидкой фаз.

Дополнительная информация: во многих отраслях промышленности и производства широко применяется простой, надежный, компактный и высокотехнологичный мотор редуктор, который в зависимости от принципа действия (передачи) делится на несколько типов - червячные, планетарные, цилиндрические, волновые и т.д.