Начертите диаграмму состояния сплавов, компоненты которых обладают неограниченной растворимостью в твёрдом состоянии. Постройте кривую охлаждения какого-либо сплава, укажите превращения в критических точках и конечную структуру.

Если два компонента неограниченно растворяются в жидком и твердом состояниях, то возможно существование только двух фаз - жидкого раствора L и твердого раствора a. Следовательно, трех фаз быть не может, кристаллизация при постоянной температуре не наблюдается и горизонтальной линии па диаграмме нет.

Диаграмма, изображенная на рис. 1, состоит из трех областей: жидкость, жидкость + твердый раствор и твердый раствор.

Линия АmВ является линией ликвидус, а линия АnВ - линией солидус. Процесс кристаллизации изображается кривой охлаждения сплава (рис. 2).

Точка 1 соответствует началу кристаллизации, точка 2 - концу. Между точками 1 и 2 (т.е. между линиями ликвидус и солидус) сплав находится в двухфазном состоянии. При двух компонентах и двух фазах система моновариантна (с = k – f + 1 = 2 – 2 + 1 = 1), т.е. если изменяется температура, то изменяется и концентрация компонентов в фазах; каждой температуре соответствуют строго определенные составы фаз. Концентрация и количество фаз у сплава, лежащего между линиями солидус и ликвидус, определяются правилом отрезков. Так, сплав К (см. рис. 1) в точке a состоит из жидкой и твердой фаз. Состав жидкой фазы определится проекцией точки b, лежащей на линии ликвидус, а состав твердой фазы - проекцией точки с, лежащей на линии солидус. Количество жидкой и твердой фаз определяется из следующих соотношений: количество жидкой фазы , количество твердой фазы .

Во всем интервале кристаллизации (от точки 1 до точки 2) из жидкого сплава, имеющего исходную концентрацию К, выделяются кристаллы, более богатые тугоплавким компонентом. Состав первых кристаллов определится проекцией точки s. Закончиться кристаллизация сплава К должна в точке 2, когда последняя капля жидкости, имеющая состав l, затвердеет. Отрезок, показывающий количество твердой фазы, равнялся нулю в точке 1, когда только началась кристаллизация, и количеству всего сплава в точке 2, когда кристаллизация закончилась. Состав жидкости меняется по кривой 1 - l, a состав кристаллов - по кривой s - 2, и в момент окончания кристаллизации состав кристаллов такой же, как и состав исходной жидкости.