Строение сплавов

Сплавы состоят из двух и более компонентов; в расплавленном состоянии компоненты большинства сплавов взаимно растворяются.

Переход сплава из жидкого в твердое состояние называется первичной кристаллизацией. При первичной кристаллизации возможно образование несколько типовых структур сплавов. Рассмотрим главнейшие типы структур для сплавов из двух компонентов (Л и В).

Жидкий раствор превращается в твердый раствор, когда зерна сплава состоят из кристаллических решеток одного компонента (растворителя), а атомы другого компонента полностью растворены в этой решетке.

Сплавы, образующие твердые растворы, имеют однофазную структуру (рис. 31). Они обычно пластичны, поддаются ковке (особенно, если раствор не очень большой концентрации).

Бывают разные типы твердых растворов, как растворы внедрения, когда атомы растворенного компонента очень малы и размещаются в междоузлиях решетки компонента растворителя, и растворы замещения, когда атомы растворенного компонента занимают в решетке места атомов компонента растворителя. В первом случае растворимость бывает ограниченной, а во втором случае она может быть и неограниченной. Последнее определяется характером решеток и разностью размеров атомов растворителя и растворенного вещества.

Жидкий раствор превращается в механическую сплавленную смесь А + В, т. е. состоящую из зерен компонента А и компонента В, когда компоненты в твердом состоянии взаимно нерастворимы и при первичной кристаллизации происходит диффузионное разделение их с образованием самостоятельных кристаллических решеток А и В, Структура такого сплава двухфазна (рис. 32).

Вследствие химического взаимодействия при затвердевании образуются кристаллы с новой кристаллической решеткой, состоящей из атомов обоих компонентов. Такие кристаллы образуются при определенном количественном соотношении компонентов и представляют собой химическое соединение со свойствами, отличными от свойств составляющих компонентов. Обычно химические соединения весьма тверды и хрупки. Структура такого сплава однофазна.

На практике встречаются также фазы, представляющие собой промежуточные состояния между твердыми растворами и химическими соединениями.