ТВЕРДЫЕ РАСТВОРЫ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА

В сталях и сплавах возможны три случая растворимости: Компоненты практически не растворя-1 ются. При этом образуется гетерогенная смесь и каждый] элемент кристаллизуется в своей решетке (например, сви-| нецсодержащие стали повышенной обрабатываемости, см.! гл. XX, п. 5). Полной нерастворимости компонентов факти­чески нет. Так, в свинецсодержащих сталях максимальная растворимость свинца в у-железе при 1450°С составляет] 0,02%, а в а-железе при 8500C 0,0011%. Практически не] растворяются в а-железе сера, цирконий, гафний, тантал,] висмут. Системы, в которых максимальная растворимость элемента в железе менее 0,2 %, будем классифицировать как твердые растворы с незначительной растворимостью.

Компоненты имеют неограниченную пол­ную растворимость. В этом случае атомы разных элементов образуют общую кристаллическую решетку — непрерывный твердый раствор. Железо с легирующими эле­ментами образует непрерывные твердые растворы в систе­мах Fe—Cr; Fe—V (се-твердые растворы) и Fe—Mn: Fe— —Ni; Fe—Со (^-твердые растворы). Однако и в некоторых из этих сплавов при определенных концентрациях легиру­ющего элемента и температурах образуются промежуточ­ные фазы — интерметаллиды.

Компоненты ограниченно растворимы, т. е. на диаграмме состояния со стороны «чистого» элемен­та образуется ограниченный твердый раствор, имеющий кристаллическую решетку растворителя. Величина раство­римости будет различной в каждой системе, т. е. ограни­ченные твердые растворы будут иметь неодинаковую об­ласть гомогенности (концентрационные границы существо­вания твердого раствора).

В большинстве систем на основе железа образуются именно ограниченные твердые растворы. В зависимости от величины области гомогенности будем классифицировать такие растворы как ограниченные с широкой областью го­могенности (в железе растворяется более 2 % элемента) и с узкой областью гомогенности (от 0,2 до 21%).

Таким образом, по растворимости легирующих элемен­тов в железе твердые растворы подразделяют на непрерыв’ ные, ограниченные с широкой областью гомогенности, огра- ниченные с узкой областью гомогенности, с незначительной растворимостью.

Растворение легирующих элементов в железе может происходить по типу замещения и внедрения.