Кристаллизация сплавов с неограниченной растворимостью

Рассмотрим кристаллизацию сплавов с неограниченной растворимостью в жидком и твердом состояниях. Исследовались сплавы с большим и малым расстоянием между линиями ликвидуса и солидуса. Кристаллизацию проводили с различными скоростями, что достигалось охлаждением расплава вместе с печью, закалкой эвакуированных кварцевых ампул в воде, заливкой жидкого металла в стальной ступенчатый кокиль, расплющиванием капель расплава металлическими пластинками или выбрасыванием их на внутреннюю стенку вращающегося латунного цилиндра. При этом получались образцы толщиной от 0,01 мм до нескольких десятков миллиметров. Скорость охлаждения расплава накануне кристаллизации изменялась от нескольких градусов в 1 мин до 107-108 К/с.

Состав сплава определяли рентгенографически по параметрам кристаллической решетки твердого раствора. В сплавах Bi-Sb и Си -Мп наблюдается прямолинейная зависимость между параметрами кристаллической решетки и изменением концентрации сплава от одного компонента к другому. В сплавах Ge—Si и Си—Ni имеется небольшое отрицательное отклонение от прямой Вегарда, которое, однако, не превышает 0,1 %. По ширине интерференционной линии и ее форме определяли величину концентрационной неоднородности и характер распределения компонентов в твердом растворе. Анализу подвергали главным образом внутренние слои отливок, так как это позволяет значительно расширить диапазон скоростей охлаждения и более определенно судить о величине последней. В очень тонких пленках исследовали и контактную поверхность, что давало возможность получить информацию о превращениях, происходящих при очень больших скоростях охлаждения (107—10* К/с).

Поясним изменение формы рентгеновской линии, полученной при съемках сплавов Bi-Sb, закристаллизованных с различной скоростью. Качественно аналогичная картина наблюдается и в сплавах Ge—Si. Видно, что при всех скоростях охлаждения, за исключением, возможно, очень больших, формируются неоднородные твердые растворы. Характер распределения компонентов внутри твердого раствора зависит от скорости охлаждения и состава сплава. При скоростях охлаждения 10-102 К/с наблюдается максимальная микронеоднородность. Концентрация твердого раствора в различных его точках изменяется практически до чистого легкоплавкого компонента (висмута или германия). Для всех сплавов максимум интенсивности рентгеновской линии соответствует составу, близкому к Сн. Последнее означает, что количество твердого раствора состава, близкого к Сн, максимально. С увеличением скорости охлаждения абсолютная величина концентрационной неоднородности несколько уменьшается. Однако степень сегрегации раствора, наоборот, увеличивается. При скоростях охлаждения 10s — 106 К/с на рентгенограммах видны два четких максимума, соответствующих по существу образованию двух твердых растворов разной концентрации.

Дополнительная информация: вот уже несколько лет первые позиции среди материалов для производства мебели занимает массив дерева. Современная и надежная мебель из массива дуба может служить десятилетиями, при этом сохраняя все изначальные свойства.