еличині. Однак у малих обсягах речовини завжди існує деяка кількість атомів, які мають енергію, меншу або більшу середньої енергії. Ці випадкові і тимчасові відхилення енергії окремих атомів чи угруповань атомів від середнього значення для даної температури називають флуктуаціями енергії.
Енергія, необхідна для освіти зародка критичного розміру, може бути отримана за рахунок енергетичних флуктуацій: зародок, здатний до зростання, утворюється там, де гетерофазні флуктуації в рідкому металі розміром не менше критичного володіють підвищеною енергією, що не менш певного рівня.
Освіта зародків в рідкому металі по описаним вище механізмом називається мимовільним (або спонтанним). Мимовільна освіту зародків на основі фазових та енергетичних флуктуації може відбуватися тільки в Високочисте рідкому металі.
3. Діаграма стану компонентів з обмеженою розчинністю у твердому стані. Зв'язок кривих охолодження з рівноважною діаграмою
Діаграми стану, або діаграми фазового рівноваги в зручній графічній формі показують фазовий склад сплаву в залежності від температури і концентрації. Діаграми стану будують для умов рівноваги або умов, досить близьких до них. Обмежена розчинність найбільш часто зустрічається в металевих сплавах. Обидва компоненти необмежено розчинні в рідкому стані, обмежено у твердому і не утворюють хімічних сполук. При утворенні обмежених твердих розчинів розрізняють два типи діаграм стану: з евтектичним і з перитектическая перетворенням.
Діаграма з евтектикой. У цій системі не утворюються фази, що представляють собою чисті компоненти. З рідини можуть виділятися тільки тверді розчини? або?. Отже, близько вертикалей А і У (малюнок 4), відповідних чистим компонентам, знаходяться області існування твердих розчинів? або?. Гранична розчинність компонента У в А визначається лінією DF , а гранична розчинність < i align="justify"> А в У - лінією CG .
Малюнок 4 - Діаграма стану з евтектикой
Сплави, що знаходяться між цими двома лініями, знаходяться за межами розчинності і є двофазними, що складаються з? +?. Закінчення кристалізації відбувається по евтектичною реакції L ? ? +?. Лінія АЕВ є на цій діаграмі лінією ликвидус, лінія АDСВ - лінією солидус.
Кристалізація сплаву I. Вище точки 1 сплав знаходиться в рідкому стані. У точці 1 починається процес кристалізації. Виділяються кристали твердого розчину?, Концентрація якого змінюється по кривій а - 2 , а склад рідини змінюється по кривій 1 - b . У точці 2 кристалізація закінчується, і отримані кристали твердого розчину повинні мати (для рівноважної кристалізації) концентрацію вихідної рідини. Ці кристали не зазнають змін до точки 3 , що лежить на лінії граничної розчинності. Нижче цієї точки твердий розчин? є пересиченим і виділяє надлишкові кристали. Такими кристалами є кристали? - Твердого розчину, що визначають, застосовуючи правило важеля для сплаву, лежачого всередині двофазної області? +? (для сплаву нижче лінії DF ). Склад твердого розчину? змінюється по кривій 3 - F , внаслідок виділення кристалів? концентрації G . Кількість кристалів? при охолодженні збільшується. Кількість кристалів?, Що виділилися з сплаву I, характеризується відрізком по вертикалі I до лінії 3 - F . Кристали?, Виділилися з твердого розчину, називаються вторинними кристалами і часто позначаються символом? II на відміну від первинних? - Кристалів (? I), що виділяються з рідини. Процес виділення вторинних кристалів з твердої фази носить назву вторинної кристалізації на відміну від процесу первинної кристалізації, коли кристали (первинні) утворюються в рідкій фазі. Сплав, концентрація якого лежить лівіше точки F , не матиме вторинних виділень? - Кристалів. Так як лінія CG на відміну від лінії FD зображена на малюнку 4 вертикальної, тобто розчинність компонента А в У не залежить від температури, то вторинних виділень? - кристалів немає, але вони були б. Якби лінія CG була нахилена вправо, тобто розчинність зменшувалася б з пониженням температури. Точка
