Промежуточные фазы в сплавах

Помимо твердых растворов в сплавах имеют место промежуточные фазы, которые могут быть образованы только металлами (интерметаллидные фазы), а также металлами с неметаллами. Особенностью промежуточных фаз является то, что они не сохраняют кристаллическую решетку металла растворителя, а имеют свою собственную решетку. На диаграммах состояния они занимают области, которые не примыкают к ординатам, отвечающим положению чистых компонентов. Существует большое количество промежуточных фаз, отличающихся химическим составом, строением и оказывающих значительное влияние на механические и технологические свойства сплавов. Различают интерметаллидные фазы, к ним относятся электронные соединения, σ-фазы, фазы Лавсса. Кроме того, к промежуточным фазам относятся химические соединения, фазы внедрения и вычитания.

Электронные соединения имеют определенную электронную концентрацию, собственную кристаллическую решетку, а химический состав может быть переменным. Например, в мед-ноцинковых сплавах Р~, у- и е-фазы являются электронными соединениями с определенной электронной концентрацией, соответственно равной 1,5, 1,62 и 1,75. Для р-фазы характерна ОЦК решетка, ей можно приписать формулу CuZn, а содержание Zn колеблется в пределах от 44 до 51 %. у-фаза имеет сложную кубическую решетку, состоящую из 52 атомов, и отвечает формуле Cu5Zng, а содержание Zn колеблется от 58 до 68 %. А е-фаза имеет гексогональную плотноупакованную решетку и формулу CuZn3, содержание Zn колеблется от 78 до 84 %.

σ-фаза относится к интерметаллидным фазам. Условием ее образования является относительная близость атомных размеров составляющих компонентов, с-фаза имеет сложную тетрагональную решетку, элементарная ячейка содержит 30 атомов. Фаза характеризуется повышенной твердостью и хрупкостью, и ее присутствие в сплаве усиливает опасность хрупкого разрушения.

Фазы Лавеса также являются интерметаллидными фазами типа АВ2. Основными факторами их образования являются соотношения атомных размеров компонентов и электронная концентрация. Они повышают прочностные характеристики и сопротивление ползучести. Присутствие в сталях и сплавах интер-металлидных фаз Лавеса (Fe2Al, Zr2Al, Co2Ti, Ni2Ta) часто сопровождается охрупчиванием при комнатной температуре, но менее опасно при повышенных температурах.