Текст
                    ................. 17'



ДВОЙНЫЕ
И
мноrОКОМПОНЕНТНЫЕ
СИСТЕМЫ
НА ОСНОВЕ МЕДИ


I I


1





АКАДЕМИЯ НАУК СССР ИНСТИТУТ МКТАЛЛУ1ТИИ им. Л. Л. ВАЙКОВА ДВОЙНЫЕ И МНОГОКОМПОНЕНТНЫЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ МЕДИ Справочник ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА» МОСКВА 1979
ПРЕДИСЛОВИЕ Медь была известна в глубокой древности. Это был первый металл, который люди начали применять для своих надобностей. Как известно, бронзовый век человечества наступил вслед за каменным. Нтому способствовало то, что медь в природе встречается в свободном состоянии и в виде медных руд. Содержание меди в земной коре составляет 0,01%. Ее столько же, сколько свинца, цинка и олова, вместе взятых. По объему мирового производства медь занимает третье место после железа и алюминия. Производство меди и сплавов на ее основе с каждым годом увеличивается. В настоящее время трудно назвать область народного хозяйства, которая бы не использовала медь и ее сплавы. Это связано, с одной стороны, с высокими значениями тепло- и электропроводности, а также коррозионной стойкостью и пластичностью, а с другой — развитием новых областей техники — атомной энергетики, радиоэлектроники, авиационной и ракетной техники, радиотехнической промышленности, машиностроения и др. Основные направления развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 гг. предусматривают дальнейшее увеличение производства меди в 1,2— 1,3 раза и создание на ее основе конструкционных материалов и сплавов со специальными физико-химическими свойствами, отвечающими требованиям современной техники. Значительное количество меди (около 50%) используется в электротехнической промышленности в качестве проводов, а также для изготовления деталей теплообменников, холодильников, вакуумных аппаратов и др. Около 30—40% меди идет на изготовление сплавов на ее основе (бронзы, латуни, медноникелевые и др.). Для развития теории сплавов и разработки новых медны\ сплавов и методов их обработки большое значение имеет знание диаграмм состояния, которые в совокупности с диаграммами «состав — свойство» являются научной основой разработки сплавов и технологии получения полуфабрикатов и изделий. Данные о характере физико-химического взаимодействия элементов в системах и закономерностях изменения свойств сплавов в зависимости от их фазового состава позволяют выбрать наиболее рациональные пути легирования сплавов и объяснить природу их упрочнения. Создание справочника «Двойные и многокомпонентные системы на основе меди», обобщающего литературные, а также собственные данные авторов о строении исследованных диаграмм состояния систем на основе меди, является весьма своевременным и актуальным. В настоящее время отсутствует справочник по медным системам, систематизирующий двойные и многокомпонентные системы на основе меди. Выпускаемые периодически издания «Metals Handbook» или «Диаграммы состояния металлических систем» (под ред. Н. В. Агеева) не обобщают полностью имеющиеся по каждой диаграмме материалы. Двойные диаграммы состояния сплавов на основе меди представлены в справочниках «Структуры двойных сплавов» М. Хансена и К. Андерко (1958г.)1, Р. П. Эллиота (1965 г.)2, Ф. Шайка (1968 г.)3, однако появилось много новых данных о строении двойных диаграмм на основе меди, которые не вошли в указанные справочники. В отношении же тройных и более сложных диаграмм состояния сведения разобщены и в 1 Вышла в русском переводе в 1962 году. 2 Вышла в русском переводе в 1970 году. 3 Вышла в русском переводе в 1973 году. з
основпом содержатся в периодической научной литературе или сборниках статей, выпущенных небольшими тиражами. Пто создает значительные трудпости в использовании диаграмм состояния тем более, что многие из работ были выполнены в тридцатых и сороковых годах, и соответствующие журналы или сборники имеются только в небольшом числе научных библиотек. В справочнике «Двойные и многокомпонентные системы на основе меди» впервые представлены сведения обо всех опубликованных в литературе двойных, тройных и более сложных диаграммах состояния вплоть до 1977 г. В справочнике большое внимание уделено диаграммам состояния сплавов, которые нашли практическое применение вследствие благоприятного сочетания механических, коррозионных или физических свойств и внедряются в промышленность. Наряду с этим справочник содержит сведения о диаграммах состояния, которые относятся к сплавам, пока не имеющим практического значения, но представляющим интерес в будущем, а также дают возможность судить о поведении тех элементов в медных сплавах, которые могут в них содержаться как примеси. Основными научными организациями, занимающимися изучением диаграмм состояния систем на основе меди, являются: институт Гипроцветметобработка, Московский институт стали и сплавов, Институт металлургии им. А. А. Байкова АН СССР, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова. Ввиду ограниченности объема справочника авторы вынуждены были давать лишь краткое описание диаграмм. Для более детального ознакомления приводится необходимая библиография. Все рассматриваемые системы располагаются в соответствии с русским алфавитом. При описании тройных диаграмм состояния строение двойных систем (составляющих тройные) принято в соответствии с данными авторов тройпых систем. Обозначения фаз по возможности оставлены такими же, как в оригинальных работах. Справочник составлен авторским коллективом лаборатории металловедения цветных и легких сплавов Института металлургии АН СССР под общим руководством руководителя лаборатории заслуженного деятеля науки и техники, доктора технических наук, профессора М. Е. Дрица. Авторы считают своим долгом отметить большой вклад, внесенный старейшим сотрудником нашего коллектива доктором технических наук I А. М. Корольковым| в развитие работ в области физико-химического анализа и разработки сплавов на основе меди. Авторы будут признательны всем, кто сообщит свои замечания и пожелания как по оформлению справочника, так и по его содержанию.
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕДИ В ДВОЙНЫХ СИСТЕМАХ Медь — химический элемент 1 группы периодической системы Д. И. Менделеева. Атомный номер 29, атомная масса 63,546. Она имеет грансцентрированную кубическую решетку с параметром а = 3,6074 А. Атомный радиус 1,28 А. Плотность при 20° С равна 8,96 г/см3. Температура плавления 1083° С, температура кипения 2360° С. При 20° С теплопроводность меди 0,941 кал/см-сеК'°С, электрическое сопротивление 1,68-10~6 ом-см, удельная теплоемкость 0,092 кал/г«°С, коэффициент линейного расширения (0—100° С) 17.10-61/°С. Медь диамагнитна. Модуль упругости 13 20U кгс/мм2. Диаграммы состояния меди с элементами периодической системы можно разделить на следующие пять групп. 1. Системы с неограниченной растворимостью в жидком и твердом состояниях Этот вид диаграмм состояния медь образует с такими элементами, как никель, родий, платина, палладий, марганец и золото, имеющими благоприятный размерный фактор и одинаковую кристаллическую структуру. В системе с никелем существует полная взаимная растворимость вплоть до комнатной температуры. В системах медь—золото и медь—марганец наблюдается минимум на кривых ликвидуса и солидуса. Существование минимумов связано с тем, что атомный диаметр золота и марганца лежит вблизи границы благоприятного размерного фактора; в структуре этих сплавов при температурах ниже солидуса происходят превращения. В системах с золотом, марганцем, платиной и палладием имеет место упорядочение в твердых растворах и образование промежуточных соединений. В системе медь—родий при температурах ниже солидуса имеется купол прерыва растворимости в твердом состоянии; двухфазная область представляет твердые растворы на основе меди и родия. 2. Системы с эвтектическим характером взаимодействия (неограниченная растворимость в жидком и ограниченная в твердом состояниях) Диаграммы состояния эвтектического типа медь образует с литием, бором, серебром и висмутом. В данпом случае размерный фактор значительно менее благоприятен, чем в случае образования непрерывного ряда твердых растворов, а также имеются отличия в типах кристаллической решетки. В связи с этим в указанных системах наблюдается разрыв растворимости в твердом состоянии. 3. Системы с перитектическим характером взаимодействия Такие элементы, как иридий, ниобий, кобальт и железо, образуют с медью системы перитекти- пескоготипа. Кроме того, в системах с кобальтом и железом наблюдаются превращения, связанные с полиморфными и магнитными превращениями в фазах кобальта и железа. 4- Системы с ограниченной растворимостью в жидком и твердом состояниях (моиотектический характер взаимодействия) В двойных сплавах меди со свинцом, таллием, хромом и ванадием наблюдается моиотектический характер взаимодействия. В системах со свинцом и таллием со стороны меди имеет место монотектика эвтектического типа, а в системе с ванадием — монотектика перитекти- ческого типа. 5. Системы с образованием промежуточных соединений Наибольшее число двойных систем с медью имеют промежуточные соединения. Как известно, на вид диаграммы состояния оказывает 5
влияние много факторов, в том числе размерный фактор, валентпость, электронная концентрация. Значительное отличие в электрохимических свойствах меди со многими другими элементами приводит к образованию химических соединений. Элементы, которые не отличаются от меди по своим электрохимическим свойствам, часто образуют электронные соединения. Их кристаллическая решетка зависит от электронной концентрации. Как можно видеть из рассмотрения двойных систем, медь со многими элементами образует промежуточные соединения, что характерно для всех групп периодической системы элементов (Be, Zn, Ra, Ga, In, Si, Ti, Ge, Sn, Sm. Yb, Pr и т. д.). Изменение растворимости ряда элементов в меди часто носит сложный характер в связи с фазовыми превращениями в твердом состоянии. В порядке убывания растворимости некоторых элементов в меди [ат. (вес.)%] их можно расположить следующим образом 4: 1 Значение растворимости приведено для более высокого но температуре понвариантного превращении. Zn — 31,9 (33); Li - 20 (2,7); Be - 1G,6 (3); Ga - IG,4 (18); Al - 15,8 (7,4); Г,е — 12 (13,5); Si- 11,15 (5,25); hi - 10 (16); Ir - 8 (20,8); П — 8 (6); Sb — 8 (11); Sn - 7,7 (12,5); Mg — 7 (2,8); As - 6,85 (7); Fe - 4,5 (4); P - 3,4 (1,7); Cd - 2,1 (5). Пересчет составов трех компонентных сплавов, выраженных в весовых процентах, в атомные проценты может быть произведен по следующей формуле: п —-ню п = :—г .= а Ь с 100а где п — атомный процент элемента с атомным весом А и весовым процентом а; в и В — весовой процент и атомный вес второго элемента; с и С — весовой процент и атомный вес третьего элемента.
ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ ДВОЙНЫХ СИСТЕМ Медь — азот Азот не растворяется в твердой и жидкой меди до температур 1400° [1, 2). Нитриды меди Cu3N (6,85 вес.% N) и CuN3 (39,81 вес.% N) получены взаимодействием аммиака с окислами меди [3]. Нитрид меди имеет кубическую решетку типа Re03, параметр решетки а - 3,814 А [4]. Литература 1. Sieverts A., Krumbhaar W.— Z. phus. Chem., 1910, 74, 280. 2. Rontgen P., Moller F.— MctalLwirtschaft, 1934, 13, 31—83, 97—100. 3. Вол А, Е. Строение и свойства диопных металлических систем, т. 1. М., Физматгиз, 1959, 116—117. 4. JuzaR.— Z. anora. Chcm., 1941, 248, 118—120. Медь — алюминий Диаграмма состояния системы медь—алюминий подробно исследована во всей области концентраций сплавов [1]. На рис. 1 приведена диаграмма Си—А1, построенная методами термического, металлографического и рентгеновского анализа на основании данных работ [1—9]. В области концентраций, ограниченных содержанием 20 вес.% А1, ликвидус сплавов состоит из четырех ветвей первичной кристаллизации фаз ос, р, х и Yi- При температуре 1037° кристаллизуется двойная эвтектика а + + р. Состав жидкой фазы в эвтектической точке соответствует 8,5 вес.% А1 [3]. При температурах 1036° и 1022° протекают перитектические реакции ж -\- р ^ х и ж + х ^ Yi соответственно. Фаза х существует только в области высоких температур 1036—963° [5]. Фаза р кристаллизуется из расилава по кривой с максимумом, который соответствует температуре 1048° и составу сплава, содержащего 12/1 вес.% А1 [3]. В твердом состоянии имеет место несколько эвтектоидньтх и перитектоидиых превращений. При температуре 963° фаза х распадается на Р + Yi- В эвтектоидной точке содержание алюминия соответствует 15,4 вес. % [5]. При 780° Yi-фаза в результате эвтектоидной реакции распадается на р и у2 [3]. При 873° по пери- тсктоидпой реакции образуется фаза у2. На основании измерений электросопротивления и данных рентгеновского анализа в работе [10] предполагается, что в Y2~(J)a3e происходит фазовое превращение в интервале температур 400—700°. Для температуры эвтектоидного превращения Р ^ а + Y2 наиболее правильным значением является 565° [6, 9, 11—141; в первых работах приводятся более низкие значения: 515° [21 и 537° [3]. Содержание алюминия в эвтектоидной точке соответствует 11,8—11,9 вес. (23,97-24,2 ат.)% [3, 0, 13, 141. В работах [7, 8, 15] на основании металлографического и рентгеновского анализов указывается на наличие при концентрациях 9— 16 вес.% А1 еще одной стабильной фазы. Эта фаза, обозначенная х [71 или ос2 [8], образуется по перитектоидной реакции а + У 2 ^ яс2 ПРИ температуре 3G3° и содержании алюминия в эвтектоиде —11,2 вес. (23 ат.)%[81. Это значение определено расчетным путем. Концентрационные пределы области гомогенности сс2- фазы точно не установлены. Существование сс2-фазы объясняет аномальный ход температурной кривой удельной теплоемкости при температуре около 300°, наблюдаемый в однофазных (ос) и двухфазных (а -(- Y2) сплавах в работе [15]. Фаза а — твердый раствор па основе меди охватывает широкую область составов (до 9 вес. % А1), причем с понижением температуры растворимость алюминия в меди повышается. По данным измерения микротвердости при температурах 500, 700, 800 и 900° она составляет 9,4; 8,8; 8,2 и 7,8 вес.% соответственно [91. При 1037° растворимость А\ в твердой меди составляет 7,4 вес.% [31. Фаза а имеет грансцентрированную кубическую решетку, аналогичную решетке чистой меди, параметр которой увеличивается с повышением содержания алюминия. В сплаве с 10,5% А1 параметр решетки соответствует значению 3,657 А [16, 171. 7
1100 woo 900 600 700 600 500 400 WO ZOO 700 10 ZO 30 40 40 50 60 90 А1,Д/77 % h-^^JJ a Ж+Ы | 1 \oc ] \ + V\ m sA , 11 DtC-t П Tl 1038° J 96dj№+7if /pa л k i P / + I /^ /лкН //,# 1 a+^ I 71,2 J6J°\ n I s L I f\) 1 aZ*# Л /87. 1 /^ N1 / JT П J /£ ш;лг n Cu 70 15 ZO ZO Рис. 1. Диаграмма состояния системы Си—Al [1—9] Фаза р представляет собой твердый раствор на основе соединения Си3А1 (12,44 вес.% А1) [3, 14]. В сплавах ^-области в зависимости от термообработки и условий охлаждения могут наблюдаться две метастабильные промежуточные фазы: Р' и р [13, 16, 18, 19]. В работах [13, 19—22] рассматриваются вопросы о влиянии температуры, состава и условий термической обработки на смещение границ равновесной диаграммы состояния при образовании метастабильных фаз, а также явления упорядочения в сплавах, богатых медью, содержащих 14—20 ат. % А1 (см. также [23]). Фаза Yi — твердый раствор на основе соединения Си9А14 — существует в интервале 16— 18,8 вес. (31,3—35,3 ат.)°6 А1, имеет кубическую решетку с 52 атомами в элементарной ячейке [19, 241. Параметр решетки 7гФазы Р&вен 8,7052 [25]. Фаза у2 — твердый раствор на основе соединения Сиз2А11в — существует в интервале 18,8-20,7 вес. (35,3-38,1 ат.)% Al [19, 24], имеет моноклинную решетку со 102 атомами в элементарной ячейке [1]. Фаза а2, как сообщается в работе [8], имеет ту же кристаллическую структуру, что и а- 90 700 Al,ffec.°/o фаза (ГЦК) и приблизительно тот же параметр решетки (разница составляет 0,022 А). В работе [15] указывается, что а2-фаза имеет кубическую решетку типа р-Мп. Диаграмма состояния Си—А1 при концентрациях от 20 до 100 вес.% А1, приведенная на рис. 1, построена по данным работы [1]. О строении диаграммы в указанной области концентраций сплавов, температурах образования и кристаллической решетки фаз б, е, е2, £2, т), т]2, 6, растворимости Си в твердохм растворе на основе А1 указывается в работах [1. 23, 25]. Литература 1. Хансен М., Лндерко К. Структура двойных сплавов, т. 1. М., Метадлургиздат, 1962, 100—106. 2. Andrew J. В.— J. Inst. Metals, 1915, 13, 249-260. 3. Stockdale D.— J. Inst. Metals, 1922, 28, 273--286. 4. Stockdale P.— J- Inst. Metals, 1924, 31, 275—289. 5. Dowson Л. G.— J. Inst. Metals, 1937, 6i, 197—204. 6. Bume-Bothery IV.. В aynor G. Y., Beynolds P. W.7 Packer 1L A'.— J. Inst. Metals, 1940, 66, 209 -239. 7. West D. /v. //., Thomas D. L. — J. Inst. Metals, 1954—1955, 83, 505—507. 8. Jewett B. P., Mack D. Л — J. Inst. Metals, 1963— 1964, 92. 59-61. 9. Вигдороеич В. //., Крестовников А. /У., Мальцев М. В. — Изв. АН СССР. ОТН, 1958, № 3, 110—113. 10. Мак Д. Д., Бгркль А. Д., Крабсек В. Л.— В сб.: Механические свойства металлических соединений. М., Металлургиздат, 1962, с. 236—249. 8
11. JIaynes i?.— Trans. AIME, 1958, 212, 5-6. 12. Bray J. 7>., Carruthers M. £., Ileyer R. #.— Trans. AIME, 1930, 122, 337—346. 13. Haynes i?.— J. Inst. Metals, 1954—1955, 83, 105— 114. 14. Smith C. S., Lindlief W. E,— Trans. AIME, 1933, 104, 69—105. 15. Afasumoto //., Saito H., Takahashi M.— J. Inst. Mflals, Metallurg. Abstrs, 1954, 22, 177. 16. Bradley A. /., Jones P.— J. lust. Metals, 1933, 51, 131-156. 17. Гуляев А. П., Трусова Е. Ф.- ЖТФ, 1950, 20, 66—78. 18. Jette E. /?., Phragmen G., Westgren A. F.— J- Inst. Metals, 1924, 31, 193—206. 19. Cope Л. C— J. Inst. Metals, 1958—1959, 87, 330— 336. 20. Панин В. Е., Фадип В. /7., Редъкин В. /7., Игна- гпюк В. А.— ФММ, 1963, 15, вып. 2, 264—268. 21. Папин В. Е., Зенкоеа Э. Я., Фадип В, Я.— ФММ, 1962, 13, пып. 1, 86-92. 22. Панин В. £., Фадип В. Я., Соловьев Л. А.— ФММ, 1962, 13, вып. 2, 219—224. 23. Эллиот Р. П. Структуры двойпых сплавов, т. 1. М., «Металлургия», 1970, с. 53—54. 24. Bradley А. /., Goldschmidt Я. /., Lipson Н.— J. Inst. Metals, 1938, 63, 149—161. 25. Шанк Ф. Структуры двойпых сплавов. М., «Металлургия», 1973, с. 57. Медь — барий Диаграмма состояния системы Си—Ва во всей области концентраций сплавов исследована в работе [1]. В работе [2] изучена часть диаграммы — до 75 вес.% Ва. Данные работы 11] и [2] хорошо согласуются между собой. На рис. 2 приведена диаграмма состояния Си—Ва, построенная в работе [1] методами дифференциального термического, металлографического и рентгеновского анализов. В системе обнаружены два металлических соединения ВаСи13 и ВаСи. Соединение ВаСи13 образуется по леритектической реакции при температуре 670' (или G75° [2]); соединение ВаСи плавится коигруентно при 570°. При температуре 550° и содержании Ва в эвтектической жидкости 45 ат. % [1] (по данным работы [21 — 50 ат. %) непосредственно из расплава кристаллизуется эвтектика ВаСи 13 + ВаСи; при температуре 458° и 79 ат.% Ва протекает вторая эвтектическая реакция ж j± ВаСи + Ва. Взаимная растворимость металлов в твердом состоянии не устанавливалась. Соединение ВаСи13 имеет гранецентрирован- ную кубическую решетку с параметром а = = 11,754 А [1] (или 11,719 А [2]). ВаСи имеет гексагональную решетку: а = 4,495 А, с = = 16,230 А [1]. Литература 1. Bruzzone G. — J. Less-Common Metals, 1971. 25, N 4, 331—336. 2. Braun P. В., Meijering J. L.— Recueil trav. cliim., 1959, 78, N 1, 71—74. Медь — бериллий Диаграмма состояния системы Си—Be исследовалась многими авторами различными методами физико-химического анализа [1]. На рис. 3 приведена диаграмма, построенная по данным работ [2—41. Часть диаграммы до 48 ат.% Be построена по результатам [2], область составов от 50 до 100 ат. % Be в интервале температур 700—1200° приведена по данным [3, 4]. Ликвидус сплавов с 80—100 ат.% Be показан в соответствии с работой [5]. Область с 70—80 ат.% Be в интервале 1200— 1300° обозначена пунктиром, так как построена из теоретических соображений, после того как были проанализированы данные [3—5]. Ликвидус сплавов состоит из четырех ветвей первичной кристаллизации фаз ос, Р, 6 и Рве, причем фаза р кристаллизуется по кривой с минимумом, соответствующим температуре 860° и содержанию 28,1 ат. (5,3 вес.)% Be [2]. При температуре 870° имеет место перитектическая реакция образования р-фазы [2]: ж (24,0 ат.% Be) + а (16,6 ат.% Be) ^ р (22,8 ат.% Вс); а при телтературе 578° — эвтектоидная реакция распада Р-фазы [2]: Р (31,0 ат.% Be) ^ ^ а (9,1 ат,% Be) + Р' (48 ат.% Be). Для температуры эвтектоидного превращения в работе [1] дастся несколько более высокое значение, около 605°. Эвтектоидный распад подробно исследован в работах [6—8]. Границы существования твердого раствора на основе меди (а) определялись металлографическим, дилатометрическим методом, измерением параметров решетки и электропроводности. Все далные обсуждаются в работе [1]. При эвтектоидной температуре растворимость Be в Си составляет 9,1 ат. (1,4 вес.)% Be. С уменьшением температуры растворимость понижается и составляет [ат. (вес.)%]: 6,6 (1,0); 2,75 (0,4); 1,35 (0,2) при 500, 400 и 300° соответственно [1]. В системе имеет место непрерывный переход р z± Р\ а граница области р + Р' представляет собой замкнутую кривую с критической точкой около 885° и 45—46 ат. (10,4—10,8 вес.)% Be [21. Границы фазовых областей в сплавах, содержащих более 50 ат.% Be, определены методом микрорептгеиослектралыюго анализа в работах [3, 41. При температуре 930° протекает перитектическая реакция образования Р'-фазы ж + 6 (50,8 ат.% Be) i* р' (04,3 ат.% Be) [31. При температуре 1090 + 5° имеет место эв- тектоидное превращение [4]: Рце (86,3 ат.% Be) ^ а,* (90,5 ат.% Be) + 6 (81,8 ат.% Be). В работе [51 температура эвтектоиднои реакции указана как 1115°. Границы фазовых областей 6/6 + а\\с и 6 + осве/оспе проходят: при 9
/О 20JOiff S/7 £0 7ff M fajjet. '/. WO ш\—, m ш Eu ГТ I *** «J» L-l- 1 1=1 «O 1 с-э Ж+ 1 1 , <#r *Cu\ Си15Ва N SS0* I I OQ J7 4S Cu^Bq^lubq 1 „ i i -ш"Ny /• 1 CuBfl+Ba 1 7/0Г / ж+Ъъ 20 40 Sff 00 Ы,д/я. % Рис. 2. Диаграмма состояния системы Си—Ва [1] температуре 1000° через 81,5 и 92,5 ат. % Be; при 900 — 81,0 и 93,0 ат.% Be; при 700° — 80,8 и 95,5 ат.% Be соответственно [41. Фаза б, как сообщается в работе [1], плавится конгруентмо при 1239 . Однако после анализа данных, приведенных в работах [3—51, следует заключить, что 6-фаза образуется по перитектической реакции: ж-r ji»c ^ 6. Твердый раствор на основе меди (сс-фаза) имеет i раиецептрированпую кубическую решетку с параметром а -- 3,038 А при 2,1 вес. % Be [11. Фаза р имеет неупорядоченную объемноцен- трированную кубическую решетку, параметр которой при 7,2 вес. (35,4 ат.)% Вс а --= 2,79 А [1]. Фаза Р' имеет упорядоченную объемно- центрированную кубическую решетку типа CsCl: а = 2,69 -2,70 А [11. Фаза б имеет кубическую решетку типа MgCiu: а = 5,952 Л [1]. Рис. 3. Диаграмма состояния системы Си—Вс [2—5] 30 40 50 60 70 Ьг.вес.Ъ 1 i' 10
Фаза рпо высокотемпературная, a ccrc— низкотемпературная модификации твердого раствора на основе бериллия. Литература 1. Хансен М., Апдерко К. Структуры двойных сила- вой, т. 1. М., Мггаллургиздат. 1902, с. 305—308 2. Абрикосов 11. X.— Изп. сект. физ-хим. ана.ь, ИОНХ АН СССР, 1952, 21, 101—115. 3. Hammond A/. £., Davinroij А. Т., Jacobson М. /.— Tecbn. Kept, AFML -TU-223 (AD408684), 1965. 4. Jacobson M. /., Hammond M. L.— Trans. A1ME, 1968, 242, N 7, 1385-1391. 5. Gelles S. H., Pickett J. /-, Levine E. O., Nmrak W. В.— Inst. Metals, Monogv. Repts Scries, N 28, The Metallurgy ol Beryllium. London, 1963, p. 588-600. 6. Bassi G.— Z. Mutallkundc, 1956, 47, N 6, 417. 7. flscher В.— Z. Metallkuiiric, 1958, 49, N 7, 349-356. 8. Block i?., Kehl G. N. - Tiaiis. A1ME, 1959, 213, N 5, 878—879. Медь — бор Данные о диаграмме состояния системы Си—В приводятся в работах [1—5], причем в работах 12, 41 диаграмма построена во всей области концентраций сплавов, а в работах [1, 3] исследованы сн л а вы до 13ат.% В. При построении диаграммы Си—В были использованы методы термического, рентгеновского и металлографического анализов [1—41, а также измерение твердости, микротвердости и электропроводности [1, 31. Авторы работы [Г>] провели расчет наклона кривой ликвидуса в сплавах Си—В и нашли, что в области концентраций сплавов, богатых медью, наклон кривой ликвидуса па отдельных участках достигает И,95 град/ат. % в противоположность работе [61, где указывается, что наклон кривой ликвидуса равномерен и ire превышает 1,3 град/ат. %. На рис. 4 диаграмма Си—В приведена по данным работы [41. Данные о температуре кристаллизации эвтектики, концентрации бора в эвтектике и фазе, находящейся в равновесии с твердым раствором па основе меди (а), противоречивы (см. табл. 1), вероятно, из-за труд- Таблица 1. Данные о температуре и соетапе эвтектики л системе Си В по данным различных автороп Температура .'U1- тектики, 1000+2 1008 1021±2 1013 Состап эвтектики, % вес 2 >2 2 -2,5 ат. 10,7 >Ю,7 10,7 -13,3 Фазы л пв- тсктикс а | CuLU> аТ-Р a-t-CuR-a аТР Литературный источник Hi [2] [3] [*J /7UO У/00 1 t#7/ Ж+ОС L// KZ у WJ сС+ув 7 / / / Ж+^ п 1 1 iT •f Си /ffff ZS S0 7S Ъ,ат. % Рис. 4. Диаграмма состояния системы Си—В [4] V пости приготовления сплавов медь—бор и различной чистоты исходных материалов. Формула соединения СиВ22 была определена в работе [1] на основании данных химического анализа. Авторы [21 по данным рентгеновского анализа указывают па существование твердого раствора меди в боре — р-фазы вместо бори да меди. В работе [5] также делается заключение о существовании р-твердого раствора. При температуре 950 в Рфазе растворяется 2,8 ат.% Си. Растворимость В в Си в твердом состоянии при эвтектической температуре равна 0,09 вес. (0,53 ат.)% [1] или около 0,05 вес.% [3], а при комнатной температуре — 0,00 вес. (0,35 ат.)°о Be [1J или около 0,01 вес.% [3). Параметр решетки a-твердого раствора по мере легирования сплавов бором меняется незначительно; так. в сплаве с 90 ат. % В а = 3,614 + 0,002 А [2]. При растворении меди в боре параметры гексагональной решетки р-фазьт увеличиваются и при 2,8 ат. % Си составляют [41: а = 11,08 А, с = 24.11 А (для чистого В: а = 10,97 А, с = 23,79 А). Литература 1. Lihl F., Feischl О.—Metall, 1954, 8, 11—19. 2. Wall F., Stormont R. W,— J. Less — Common Metals, 1965, N 6, 423—433. 3. Смирягин А. П., Квурт О. С. Труды Ин-та «Гипро- циетметобработка», 1965, быи. 24, с. 7. 4. Rexcr /., Petzow G. — Metall, 1970, 24, N 10, 1083— 1086. 5. Rao M. V., Anderson R. N.— J. Less-Common Metals, 1971, 25, N 4, 427—430. 11
10 20 W 40 50 60 70 60 90 У,ffec.% _^—A3309° WOO" Cu 20 40 60 60 \ja/n.°/a Рис. 5. Диаграмма состояния системы Си—V [1—3] 20 40 60 80 Ъ\,,6ес.°/о 1000 800 600 400 200 гн г 1 f... . 270° 1 1 Си 20 40 60 60 WD Рис. С. Диаграмма состояния системы Си— Bi [4] Медь — ванадий Наиболее подробно во всей области концентраций сплавов диаграмма состояния Си—V изучена в работах [1—3] методами металлографического, термического и рентгеновского анализов. Сведения, сообщаемые в работе [4] по более ранним литературным источникам, противоречивы и неточны. На рис. 5 приведена диаграмма состояния Си—V по данным [1—'Л]. Интерметаллических соединений в системе не обнаружено. Имеет место твердый раствор на основе меди (а) и твердый раствор па основе ванадия (р). В системе обнаружена широкая область несмешиваемости в жидком состоянии, простирающаяся в интервале 4,0—84,6 ат. % V (при температуре 1530°). Кривая расслоения, как показали расчетные данные, имеет максимум при приблизительно аквиатомпом составе и температуре около 2580°. Предполагаемое распределение фазовых полей выше монотектиче- ской кривой на рис. 5 показано пунктиром [3|. При температуре 1530 ±15° в системе наблюдается монотектическая реакция. Концентрация ванадия в монотектике составляет 84,0 ат.%. При 1120^5° происходит пери- тектическая реакция ж1 -,- (5 ^1 <я; содержание ванадия в перитектической жидкости состав ляет 0,4 ат.%. По данным [5] температурная остановка сплавов, содержащих 0,(5—6,15 ат. (0,5—5,0 вес.)% V. соответствует 1085°. Максимальная растворимость ванадия в твердом растворе на основе меди при 1120° составляет 0,8 ат. (0,64 вес)% и снижается до 0,1 ат.% при 20° [1, 2]. Авторы работы [6], используя метод измерепия электросопротивления, получили значительно меньшие величины: при температурах 1000, 900, 800, 700, 600 и 500° растворимость V в Си составляет 0,114; 0,075; 0,04; 0,017; 0,008 и 0,004 ат.% соответственно. Максимальная растворимость меди в ванадии при 1530 составляет 8 ат.% [2]. Литература 1. Савицкий Е. М.ч Дучсемалиее У. Я.— Вестн. АН КазССР, 1062, № 5, 55-00. 2. Савицкий /','. Л/., Барон В. В., Дуйсемалиев У. /Г., Ефимов 10. В.— Вистп. All КазССР. 19G4, № 7, 38-44. 3. Ефимов 10. В.— Изв. АН СССР. Металлы, 1967, № 6, 1СЗ—167. 4. Хансен М., Андерко К. Структура двойных сплавов, т. 11. М., Металлургиздат, 1962, с. 692. 5. -Эллиот Р. П. Структуры двойных сплавов, т. 1. М., «Металлургия», 1970, с. 395. С. Eicke //., Ilahlbohw Jf. D.— Z. Metallkunde, 1904, Л5, 524-528. 12
Медь — виемут Данные по системе Си—Bi. приведенные в работе [1], уточнены более поздними исследованиями [2—6]. Кривая ликвидуса системы построена в работах [2—4]. Используя метод химического анализа при отборе жидких проб из расплава после приведения его в равновесное состояние при различных температурах (от температуры плавления меди до эвтектической температуры), авторы [3] получили значения координат точек (определяли ат. % Bi) на кривой ликвидуса, которые подтвердили предыдущие исследования [1, 2]. На рис. 6 приведена диаграмма состояния системы Си—Bi, построенная по данным работы [4]. Диаграмма Си—Bi представляет собой простую эвтектическую систему, причем эвтектическая точка лежит очень близко к коор- дипате чистого Bi и отвечает 0,69 ат.% Си [3]. Температура плавления эвтектики составляет 270,6 + 1°, что на ~1° ниже температуры плавления чистого висмута [4]. Растворимость висмута в твердом растворе на основе меди мала и при 500° составляет 0,006 ат. (0,015 вес.) % [5]. Если в ранних работах [1] указывалось на отсутствие соединений в системе Си—Bi, то авторы [6] обнаружили в сплавах Си—Bi присутствие кристаллов метастабильного соединения, которое образуется в сплавах при температурах ниже 300°. Закаливая сплавы, содержащие 25—75 ат. % Си, после выдержки в течение 200 часов при различных температурах (300—600 ), можно наблюдать металлографически наличие большого количества игл указанного соединения. Определить структуру соединения рентгенографически не представилось возможным. Используя микрозонд, авторы установили вероятный состав метастабильного соединения Cu5Bi2 [6]. Литература 1. Хансен ЛГ., Андерко Я. Структуры двойных сплавов, т. I. M., Металлургиздат, 1902, с. 331—333. 2. Taylor J. W.— Rev. metallurgie, 1957, 54, 960— 970. 3. Oelsen W7., Schiirman #., Buchholz D.— Arch. Ei- senhiittenwes., 1961, 32, N 1, 39—46. 4. Nathans M. W., Leider M. /.— J. Phys. Chcm., 1962, 66, 2013—2015. 5. Bassi G.— Z. Metallkundc, 1957, 48, 394—395. 6. Covington А. К., Groenwolt /v., Howlett B. W.— J. Inst. Metals, 1960—1961, 89, 291—292. Медь — водород Растворимость водорода в меди при давлении водорода 1 атм и при различных температурах показана на рис. 7 по данным работ [1] (пунктирная линия) и [2—4] (сплошная линия), прием3^//0/7zCu 10 О^ 400 600 1200 °С Рис. 7. Растворимость водорода в меди при давлении водорода 1 ат [1—4] fZffff /т т т ж+pajiz tft£ К \ \ рял?+ CdCu N / Ч—JL JW+ 'Ad №*' J- г / Gd Hi #S 7ffl° GdCu +oc^ 60 717 Ш #17 S17 Рис. 8. Диаграмма состояния системы Си—Gd [1] чем в работах [3, 4] исследована только высокотемпературная область. Работы [2—4] хорошо согласуются между собой. В точке плавления меди растворимость водорода при нагревании резко увеличивается — с 2 до 5,7 см3 в 100 г меди. При температуре 1100° в 100 г меди растворяется 5,76, при 1200° — 7,28 и при 1300° — 9,31 см3 Н2 [31. Ниже температуры плавления меди растворимость уменьшается и при 450, 550 и 680° (при давлении водорода 1 атм) составляет 1,49-10~4; 5,26-10~4 и 15,3-10~4 ат. % Н соответственно [5]. По данным работы [6] приводятся следующие значе- 13
ния растворимости водорода в меди: 4,0-10~4; 8,8-10~4 и 14.2-10~4 ат. % Н соответственно при 432, 558 и 630°. В Солее поздней работе [7] авторы указывают значительно меньшую растворимость при 030° — 6,7-10~4 ат.% II. В этой же работе определена растворимость дейтерия в меди, которая при 030° составляет 6,0-10-4 ат.% Н. В работе [8] на основании статистического анализа термодинамических функций разбавленного раствора водорода в меди построена кривая растворимости водорода в меди, которая совпадает с данными работы [1]. Растворимость водорода в жидкой меди пропорциональна корню квадратному из величины давления [3, 9]. В системе Си—II установлено существование гидрида и дейтерида меди: СиН и CuD [10]. Атомы меди в гидриде составляют плотную упаковку с параметрами решетки а = 2,89 + ± 0,03 Л, с - 4,63 + 0,05 А, с/а = 1,6. Литература 1. Sieverts A.— Z. Mctallkundc, 1929, 21, N 2, 37—44. 2. Bontgen P., Moller F,— Mctallwirtschalt, 1934, 13, 31—83, 97—100. 3. Bever В., Floe C. F,— Trans. Л1МЕ, 1944, 156, 149-159. 4. Weinstein M., Elliot J. F.— Trans. AIME, 1963, 227, 285-286. 5. Lieser B. //., Witte H.— Z. phys. Chem., 1954, 202, 321—351. 6. Eichenauer W., Pebler A.— Z. Mctallkunde, 1957, 48, 373—378. 7. Eichenauer W., Loser W., Witte H.— Z. Metallkun- dc, 1965, 56, N 5, 287—293. 8. Выходец В. Б., Демин В. £., Гелъд П. В., Мень А. II., Фишман А. Я., Чуфаров Г. И.— Изв. АН СССР, Металлы, 1971, № 6, 71—77. 9. Phillips A. /.— Trans. ЛШЕ, 1947, 171, 17—46. 10. Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов, т. II. М-, Металлургиздат , 1962, с. 629—631. Медь — вольфрам Диаграмма состояния системы Си—W не исследовалась, поскольку было установлено, что при нормальном давлении вольфрам нерастворим в жидкой меди [1]. Литература 1. Хансен М-, Андерко И. Структуры двойных сплавов, т. Ill M., Моталлургиздат, 1962, с. 693. Медь — гадолиний Методами металлографического, термического и рентгеноструктурного анализов исследованы сплавы, содержащие 70—100 вес. % Gd [11 (рис. 8). При температуре 700° и содержании гадолиния 85 вес. (14,1 ат.)% кристаллизуется эвтектика по реакции ж ^i GdCu + a^i. Соединение GdCu образуется по перитсктической реакции (температура образования не установлена). Растворимость Си в твердом растворе на основе гадолиния («Gd) составляет меньше 0,2 вес. (0,5 ат.)% при эвтектической температуре. Кроме соедилеиия GdCu, в работе [2] сообщается о существовании в системе Си—Gd соединений GdCu2, GdCu4 и некоторое сомнение вызывает образование соединения GdCu5 (или GdCuc). В работе [3] указывается на существование в области сплавов, богатых медью, соединения GdCu7, которое будучи неустойчивым, распадается в процессе низкотемпературного отжига па GdCu5 и Си. Соединение GdCu имеет кубическую решетку типа CsCl [1, 4] с параметром 3,503 + 0,001 А [4]. Решетка соединения GdCu2 идентифицирована объемиоцеитрироваиной ромбической типа СеСи2: а = 4,320 + 0,005 А; в - 6,858 ± 0,005 А; с = 7,330 ± 0,005 А [5]. Соединение GdCu5 имеет гексагональную решетку типа CaCiir,, параметры решетки: а — - 5,018 А, с = 4,117 А, с/а = 0,820 [6]. Однако в работе |2] сделано заключение, что действительный стехиометрический состав этого соединения GdCu4. Соединение GdCu7 имеет гексагональную решетку с параметрами а = 4,951 А, с = 4,172 А. Литература 1. Copeland М., Kato //.— In: Physics and Material Problems of Reactor Control Rods. International Atomic Energy Agency. Vienna, 1964, p. 295—317. 2. Гшнейднер К. А,— В сб.: Сплавы редкоземельпых металлов. М., «Мир», 1965, с. 152, 156, 388. 3. Buschow К. Н. /., Goot A. S.— Acta crystallogr., 1971, В 27, N 6, 1085. 4. Baenziger N. С, Moriarty /. L.— Acta crystallogr., 1961, 14, 948—950. 5. Storm A. B.j Benson В. Е,— Acta crystallogr., 1963, 16, 701—702. 6. Wernick J. II., Geller S. — Acta crystallogr., 1959, 12, 662-665. Медь — галлий Диаграмма состояния системы Си—Оа исследовалась многими авторами методами металлографического [1—5], термического [1—3] и рентгеновского [1—15] анализов, особенно подробно в области концентраций 20—30 ат.% Ga. Однако сведения о характере фазовых превращений в сплавах с 20—22 ат.% Ga противоречивы [2, 3, 5, 8]. На рис. 9 приведена диаграмма Си—Ga, построенная по данным работ [2—61. В правом верхнем углу показано строе- 14
£>к 1— 1 3> Ч5ч|| **y Tl 1 У^ Г 1- ^ кг 1 —\ % 1° ST if* & F+^ 5? & ^ Z* М^ ?^ 5 ^ г- <са й 5> I з ' vdfiui vdduwa± L 1 1 1— L ^ * \ % гт)ЭпЭ- / ^ * + 0 ' ^1 Чт ' 14 ' >Г 4 / L + ! <Ol Ч^ ^ ж4/ *чг Ль / 4 х /\ */ Й \_JW ik JL i / ^ ^С Ч* -&f\ по _ ^ !^^-—! 1 1 d л «-"-"о LL— ч *•< а v L * ^ i + * >ч 1 ^t4i - Т1 * Й1 1 _\_ V ^ 1 ^ ъ + * ■Q + SS - N L^ я5 ' чч 4S 'tis 0 CD 5b - ] ■ -1 ci__i__i *s 1 1 «.ism 1 ' ** i о | | •f »s csj щ\_ гГъ ^=fc-jNk'" JJ+bZ 1 "~1 |— 1 *~r- 1 x i =3 1 L3 ^ 4 £> CO I u s s § ^ 1 о 5» I I f4 <CJ 1 53. & ^ ^ 1^ CSj, ^5 15
нио сплавов в области 2U—22 ат.% Са по данным работы [2]. На основной диаграмме эта область приведена согласно работе [5]. Система в целом характеризуется наличием нескольких промежуточных фаз, образующихся по перитектическим и перитектоидным реакциям. В процессе охлаждения из расплава кристаллизуются фазы а, р, у, уг, у2, у3 и 0. При температурах 915, 836, 48Г>, 468 и 254" протекают перитектические реакции образования промежуточных фаз по соответствующим реакциям: ж -\- а ^± р; ж + Р ^± у; ж -f Yi ^ ^ Tsi ж + Та ^ Тз"» ^ + Тз ^ в I2» 3]. Фаза а охватывает широкую область составов сплавов. Границы а-фази при различных температурах по результатам металлографического [4] и рентгеновского [6] анализов приведены в табл. 2. Таблица 2. Границы области а-фа;*ы при различных температурах Температура, °С 915 900 800 700 020 Концентрация Ga, ат. % по данным работ [4] 16,2 16,5 18,2 19,4 20,2 [6] 10,4 1 16,6 18,0 19,1 19,7 Темпера- 1 тура, °С 600 500 400 300 200 Концентрация Ga, ат. % по данпым работ [4] | 20,2 1 19,7 19,3 19,0 18,6 [6] 19,6 19,4 19,2 1 18,8 Область существования Р-фазы лежит между двумя перитектическими и одной эвтектоидной горизонталью в пределах 19,3; 27,45 и 23,7 ат.% Ga [2]; фаза Р испытывает эвтектоидпое превращение (состав эвтектоидной точки 23,7 ат.% Ga) по реакции Р ^ у + £ при температуре 616°. Эвтектоидпый распад р-фазы подробно описан в работе [7]. При температуре 619° имеется еще одна горизонталь, соответствующая перитектоидной реакции образования £-фазы: а + Р ^1 £. При температуре около 332° и ниже в области сплавов с 21—23 ат.% Ga стабилизируется другая фаза — £' [5]. Такое строение диаграммы в области концентраций 21—23 ат.% Ga подтверждено результатами работы [8]. На кривых температурной зависимости модуля упругости и электропроводности (для сплавов с 22 и 23 ат.% Ga) имеющийся перегиб указывает на наличие полиморфного превращения при температуре 340° и отсутствие какого-либо превращения при 480°. В противоположность этим исследованиям авторы [2] предполагают существование в указанной области двух превращений: перитектоид- ного а + £ ^ £' при температуре 480° и эв- тектоидного £ ^ р + £' при температуре 475° (см. рис. 9 правый верхний угол). По данным этих авторов фаза £ стабильна в области температур 616—480°; ниже 480° стабильна £'- фаза. Кривые солидуса фаз у и Yi были определены металлографическим и рентгеновским анализом [3]. В интервале температур 645— 490° происходит у ^ Yi превращение, представляющее собой упорядочение. Исследование кристаллической структуры и параметров решеток проведено в работах [1, 3, 5 9-13, 15]. Значение параметра решетки твердого раствора на основе меди (а-фазы) но мере легирования галлием увеличивается и при 20 ат.% Ga составляет а = 3,6991 А [13]. Наиболее богатая медью р-фаза является электронным соединением с отношением электрон/атом, равным 3/2. Фаза р имеет простую объемноцентрированную решетку [1, 10]. Фаза £ имеет неупорядоченную плотноупа- кованную гексагональную решетку [5, 9, 10, 12, 13]. Параметры решетки £-фазы определены как а = 2,5970 А и с = 4,2440 А [6]; а = 2,5992 — 2,6013 А и с = 4,2442-4,2435 А [13]; а = 2,597-2,626 А и с = 4,233-4,280 А [12]. Но данным работы [9] £'-фаза является упорядоченной модификацией р-фазы. В работе [14], наоборот, сообщается о том, что решетка £'-фазы не упорядочивается после длительных отжигов при 200 и 110°. Фаза у отвечает составу Cu9Ga4— 30,77 ат. (32,78 вес.)% Ga и является электронным соединением 21/13 [3, 11]. Ренгстка Y-фазы соответствует решетке у*латУни- Фазы Yi7 Y2 и Y3 являются тремя мод? фикациями 7~Фазы> причем Yi — упорядоченная модификация структуры у*латУии* В интервале существования фаз уи у2 и Ys (30—43 ат. % Ga) при повышении содержания Ga происходит сначала увеличение параметра решетки (до содержания ~ 34 ат. % Ga, т. е. пока существует УгФаза)' a затем уменьшение (когда образуется 72~Фаза)- R сплаве с 33,9 ат.% Ga а = "8,7387 4; в сплаве с 42,64 ат.% Ga а = 8,635 А [3]. В области, богатой Ga, существует 6-фаза, которая аналогична фазе СиА12 в системе Си—А1 и соответствует формуле CuGa2 [3]. CuGa2 имеет тетрагональную решетку с а = 2,836 А и с = 5,843 А [15]. Литература 1. Weibke F.— 7*. anorg. Gliem., 1034, 220, 293—311. 2. Hume-Rotherv ИЛ, Raynor G. V.— J. Inst. Metals, 1937, 61, 205-222. 3. Betterton J. 0.4 Пите-Rothery W.— J. Tnst. Metals, 1951—1952, 80, N 8, 459—468. 16
4. Hume-Rothery W., Mabbott G. W., Channel- Evans JR. M.— Philos. Trans. Roy. Soc. London, 1934, Л233, 1—97. 5. Kittl /. £., Massalski Т. Я.— J. Inst. Metals, 19C4—19C5, 93, N 6, 182—188. 6. Owen E. A., Rowlands V. \V.— J. Inst. Metals, 1940, 66, N 10, 361—378. 7. Spencer C. VF., Mack D. J. — J. Inst. Metals, 1955—1956, 86, N 12, 461—466. 8. Lang W.— Z. Metallkunde, 1958, 49, N 8, 424— 425. 9. Пите-Rothery W., Reynolds P. W., Ray nor G. V.— J. Inst. Metals, 1940, 66, N 6, 191—207. 10. Пите-Rothery ИЛ, Raynor G. V., Reynolds P. W., Packer H. Я.— J. Inst. Metals, 1940, 66, 209—239. 11. Пите-Rothery W., Bettrton J. 0., Reynolds P. W.— J. Inst. Metals, 1951—1952, 80, N 11, 609—616. 12. Burkhard W., Schubert K.— Z. Metallkunde, 1959, 50, N 8, 442—452. 13. Massalski Т. В.л Cockayne В.— Acta metallurgy 1959, 7, N 12, 762—768. 14. Kittl J. Е.л Massalski Т. В.— J. Appl. Phys., 1962, 3, 242—243. 15. УАпП Е., Treusch 0.—Z. phys. Chem., 1936, 34, 225—237. Медь — гафппй Диаграмма состояния системы Си—Ш исследовалась методами высокотемпературной металлографии [1], металлографического и дифференциального термического анализов [1—2], рентгеновского и микрорентген оспе ктр а л ыюго анализов [1—5]. На рис. 10 приведена диаграмма Си—НИ, построенная в области концентрации 85—100 ат. % Ш с использованием данных работ [1], а в области составов 0—85 ат. % Ш по данным работы [2]. В верхней части рисунка показано строение диаграммы до 2 вес. % Ш по результатам работы [3]. Система характеризуется наличием четырех соединений, одно из которых образуется по перитектической реакции при 990° \ж+ HfoCu3^ Hf2Cu5), а три других плавятся конгруентпо при температурах 1310° (Hf2Cu); 1015° (НГ*Си3) и 1110" (ПГСи,) [I]. При температуре 1295 ± 10°, 980°, 970° и 950° протекают эвтектические превращения по реакциям ж ^± Ш7 + IIf2Cu fl]; ж ^ Hf2Cu3+ + Hf2Cu; ж j± IIf2Cu5 + IIfXu3; ж^а + + ШСи3 [2] соответственно. При температуре 1540 -h 15° протекает превращение Hfp^ Ша + + ж [I]. В отношении строения сплавов в области составов, богатых гафнием, данные работ [1] и [2] несколько отличаются друг от друга, однако предпочтение следует отдать работе [1], поскольку сплавы в области 85—100 ат. % Ilf исследованы более тщательно. Имеются также отличия в температуре ближайшего к меди эвтектического превращения и формуле соединения, находящегося в равновесии с твердым раствором на основе меди. По данным [2] эвтектическое превращение протекает при 950°, в работе [3] указывается температура 970°. Ближайшее к меди соединение в системе Си—Ш определено как ШСи3 [2] или Ш2Си7 [3]. Данные о растворимости Ш в а-твердом растворе на основе Си приводятся в работах [3, 4]. При эвтектической температуре растворимость составляет 0,96 вес. (0,41 ат.)% Ilf и уменьшается с понижением температуры [3] (см. рис. 10 вверху). Соединение Ш2Си имеет тетрагональную решетку, параметры которой а = 3,1695 + 0,0002 А и с = 11,1333 ± 0,0004 А [5]. Соединения Ш2Си, Ш2Си3 и Hi2Cu5 изо- структурны соединениям соответствующих сплавов системы Си—Zr [2]. Литература 1. Pieraggi В., Dabosi F., Armand M.— J. Nucl. Mater. 1974, 52, N2, 336—338. 2. Маркие В. #., Петьков В. В., Стороженко А. И., Иванченко В. /\, Горский В. В.— Изв. АН СССР. Металлы, 1974, № 2, 209—213. 3. Watanabe Ryoji.— J. Japan Inst. Metals, 1966, 30, N 8,754. 4. Reinbach R.— Z. Metallkunde, 1960, 51, 292—294. 5. Nevitt M. V., Downey J. M.— Trans. AIME, 1962, 224, 195—196. Медь — германий Изучение диаграммы состояния системы Си— Ge проводилось многими исследователями, однако данные о строении сплавов в области концентраций 20—30 ат. % Ge были противоречивыми [1—6]. Авторы работы [71, используя методы термического, металлографического и химического анализов, провели детальное исследование диаграммы в области составов сплавов с 22— 100 ат. % Ge и, в общем, подтвердили результаты работы [6], проведенные методом высокотемпературной рентгенографии. На рис. 11 приведена диаграмма состояния Си—Ge согласно работе [7]. Часть диаграммы (от 0 до 22 ат. % Ge) построена по данным [1, 2, 8]. Ликвидус сплавов состоит из пяти ветвей первичной кристаллизации фаз а, £, е1э г\ и Go, причем фаза гл образуется непосредственно из расплава при температуре 747° и 23,5 ат. % Ge [7] (на кривой ликвидуса в этой точке имеется максимум). При охлаждении сплавов протекают следующие реакции: перитектическая при 824°: ж (17,5 ат. %Ge) + а (12,0 ат. % Ge) ^ ^ £ (12,8 ат.% Ge) [1]; эвтектическая при 743,5°: ж (21,95 ат.% Ge) ^ £ (18,3 ат.% Ge) + + et(23,0 ат.% Ge) [71; 2 Двойные системы 17
2200 \ 2000 \ 1800 1600 1Ч00\ 1200 1000 М100 °^1000 ^900 kffOO I 700 h\ \"/^ \[ \ \[ StC +OL J 910° 1 <х+ Hfz £u7\ /I /I -tl- 11 \rj 4? JOO Рис. 10. Диаграмма состояния системы Xu Hf[l,2] Рис. 11. Диаграмма состояния системы Cu— Ge [1, 2,7,8] Си ю го jo no 50 UO 70 80 90 10b Бе, am. °h
перитектическая при 098 : ж (30,3 ат.% Со) -1 гг (23,7.1 ат.°о Се) > <и х\ (26,05 ат.% Со) [71; эвтектическая при П44с: ж (30,5 ат.% Г.е)^ч(2й.5 ат.% Се) + + Ge [71 Фаза а-твердый раствор на основе меди существует в системе ~ до 10 ат.% (1е. Границы ос- фазы при различных температурах по данным металлографического [21 и рентгеновского [8] анализов приведены в табл. 3. Таблица 3. Границы а-фаны в системе Си—Ge Температура, °С 821 800 70U 600 Концентрация Gc [ат. %) по данным [21 J 1,6 11,0 10,6 Г«1 11,4 п,з 10,1) км Температура, °(\ 500 400 300 200 Концентрация Ос (ат. %) По данным ['Л | [*1 10,2 10,0 1 У, 75 — 10,1 V),6 9,2 8,7 Границы существования £-фазы, установленные в работе [2], приведены в табл. 4. Таблица 4. Границы фалы £ в системе Си—Со Температура, °С 800 751 \ 700 600 500 400 300 Концентрации Ge (ат. %) на границе а/а+Е 12,5 12,2 12 11,8 11,6 11,5 11,4 L-иН-С 14 17,5 — — — — £/£+*! — 18,4 18,2 — — " _ — — — 17,9 17,4 10,9 Фаза г1 стабильна внутри области составом сплавов, лежащих в пределах 23,0—23,8 ат.% Ge [71 (см. верхнпй рис. И, крупный масштаб). При 549,5( егфаза претерпевает превращение и переходит в е-фазу, однако характер реакции (перптектоидный или эвтектоидиый) установить не удалось [7]. Фаза е образуется по перитектоидной реакции при G3G°—Ex (23,8 ат.% Ge) + rj (26,1 ат.% Ge) z± г (24,8 ат.% Ge) и лежит в пределах 23,1—25,1 ат.% Ge. Граница г/г + Go проходит почти вертикально. Область существования г|-фазы находится п пределах 26,1 ат.% Ge (при 698-636°) и 20,65 ат.% Ge (при 644°). При температуре 014' и 26,25 ат. %Ge rj-фаза претерпевает эвтектоидное превращение: г) ^ е + Ge. Растворимость Со n Go незначительна [9, 101. Параметр решетки а-твердого раствора приводится в работах [11, 121. По мере легирования меди германием параметр решетки а-фазы увеличивается и при 10 ат. % Ge a — 2,5835 V [12]. £-фаза имеет нормальную плотиоупакован- ную гексагональную решетку, параметры которой были определены в работах [11, 12]. По данным [11] при повышении содержания германия параметр а увеличивается от 2,5845 до 2,6035 А, а с от 4,2243 до 4,2437 А. Предполагается, что £-фаза является электронным соединением 3/2, отвечающим составу Cu5Ge [11, 131. Структура гг в работе [6] описана как искаженная форма объемпоцеитрированной кубической решеткп с параметрами а — 4,20 А и с/а = 1.2. Состав егфазы указан равным 24,1 ат.% Go. В работе [7] структура г1 не определялась, но состав, соответствующий максимуму на кривой Л1 кв^дуса, указан 23,5 ат.% Ge. Фаза е (Cu3Ge) имеет решетку, изоструктур- ную с Cu3Ti (искаженная гексагональная) с параметрами: а = 5,23 А; Ъ = 4,55 А, с = 4,20 А [19]. Фаза г) имеет объемноцептрированную кубическую решетку, содержащую дефекты [Р>]. Литература 1. Hume-Rothery W., Mabbot С. W.y Channel-Evans К. M.— rhilos. Trans. Roy. Soc. London, 1934, Л233, 1—97. 2. Hume-Bothery ИЛ, Raynor G. V., Reynolds P. \V.4 Packer II. K.— J. Inst. Metals, 1940, C6, ]N 7, 209 239. 3. Weibke F.— Mctallw'ntsclmlt, 1936, 15, 299-321. 4. Schwarz R., Elstner G.— Z. anorg. Chem., 1934, 217, 289-297. 5. Maucher H.— Forschungsarb., Metallkunde unci Ron- tgenmctallograpbie, 1936, N 20. 6. Schubert A'., Brandauer G.— Z. Metallkunde, 1952, 43, N 7, 262—268. 7. Reynolds /.. Hume-Rather у W.— J. Inst. Metals, 1956—1957, 85, N 4, 119—127. 8. Owen E. A., Rowlands V. И7.— J. Inst. Metals, 1940, 66, 361—375. 9. Эллиот Р. П. Структуры двойных сплавоп. т. 1. М., «Металлургия», 1970, с. 378. 10. Кузнецов Г. М,— Изв. вузов. Цветная металлургия, 1966, № 4, 95—98. 11. Owen E. A., Roberts E. W.— Philos. Mag., 1939, 27, 294-327. 12. Massalski Т. В., Cockayne В.— Acta metalling., 1959, 7, N 12, 762—764. 13. IIume-Rothery IV., Reynolds P. W., Raynor G. V.— J. Inst. Metals, 1040, 66, № 6, 191—207. Медь — гольмий Диаграмма состояния системы Си—Но исследована в области концентраций сплавов, богатых Си (до 0,2 вес% Но) [1], методами 2* 19
3,3Z 3,34 3r33 Ho, am. % /333 ззз ззз Ann 1 <ar \ _i ж+а \0,M r a* № Я7£ 9 'ЗМа . L ЯИ^ " Сц цт 3,33 3,f 3,/4 Ы,3м% Рис. 12. Диаграмма состояния системы Си -Но [1] % /433 /230 /333 333 ж+ркна рше+ЩСи /333 333 -333 Си L*T / JW«* ~т Г» дг^БуСид /43/ / \ 3,/ 0,2 0,J I Ъ^Зес.% i \/~ ~S\ ж* БуСи v J ^7 7/7 33 33 Щ,3ег.% Рис. 13. Диаграмма состояния системы Си—Dy [12] металлографического и дифференциального термического анализа; были определены кривые солидуса и растворимости Но в твердом растворе на основе меди (а). На рис. 12 приведена часть диаграммы состояния Си—Но по данным [1]. Предельная растворимость Но в меди при эвтектической температуре 808° равна 0,00 вес. (0,02 ат.)% Но и практически не меняется с понижением температуры до Г)00°. Структура соединения, богатого Си, в работе [1] не определялась. В системе Си—По обнаружено несколько соединепии. По данным [2] НоСи6 имеет гексагональную решетку с параметрами а = 4,960 А, с = 4,016 А. В работе [3] указанный структурный тип приписан соединению ИоСи4 (а — = 4,960 А, с = 4, 117 А), а соединению НоСи5 отвечает кубическая решетка типа АиВе5 (а = = 7,016 А). ИоСи2 [4, Г>] имеет ромбическую решетку типа СеСш, а = 4,280 +0,005 А; Ь = - (if759 ±0,005 А; с = 7,290 ±0,005 A [4J, а НоСн — кубическую решетку типа CsCl (a = = 3,445 ±0,002 А)'[6]. Литература 1. Wunderlin W. /., Beaudry В. /., Daane A. И.— Trans. AIME, 1963, 227, N 6, 1302—1305. 2. Dwight Л. Е.— Trans. ASM, 1961, 53, 479—500. 3. Савицкий Е. М.ч Терехова В. Ф. Сплавы редкоземельных металлов. М., «Наука», 1975, с. 102 — 103. 4. Storm A. R., Benson R. E.— Acta crystaUogr., 1963, 16, 701—702. 5. Sherwood В. С, Williams H. /., Wernick J. И.— J. Appl. Hiys., 1964, 35, 1049—1050. 6. Chao C. C, Luo IT. L., Duwez P.— J. Appl. Ph/s., 1964, 35, 257—258. Медь — диспрозий Методом металлографического анализа и измерения удслыюго электросопротивления была исследована растворимость диспрозия в меди в твердом состоянии и установлено, что со стороны меди в системе образуется эвтектика при 850—87(Г [1]. Формула соединения, входящего в эвтектику, не определялась. Растворимость диспрозия в твердом растворе па основе меди незначительна. При эвтектической температуре она составляет 0.05—0,07 нес. °6 [1] (рис. 13. верх) 111. Сплавы при концентрациях 70—100 вес.(|о 1)у изучались в работе [21 методом металлографического, термического и рситгеноструктур- ного анализа (рис. 13). В указанной области составов при температуре 775 и содержании 88 вес. (74,1 ат.)% Dy кристаллизуется эвтектика, состоящая из твердого раствора Си в Dy (a»)y) и соединения DyCu. Соединение DyCn образуется по перитектической реакции (температура образования не установлена). Растворимость Си в твердом растворе на основе диспрозия составляет меньше 0,2 вес. (0,51 ат.)% [21. Кроме соединения DyCu, в системе возможно существование соединений DyCu2, DyCut, DyCu5 (или DyCue) [3]. В работе [41 в области сплавов, богатых Си (80—90 ат. % Си), было обнаружено сущест- 20
вование соединения DyCu7, которое оказалось неустойчивым и в результате низкотемпературного отжига распадалось на DyCu5 и Си. Соединение DyCu имеет кубическую решетку типа CsCl [1, 5, 6] с параметром а = 3,460 + + 0,003 А [7]. Соединение DyCu2 имеет объемно- центрированную ромбическую решетку типа СеСи2: а = 4,300 ±0,005 А; Ъ = 6,792 ± 0,005 А, с = 7,300 + 0,005 А [6]. Соединение DyCu5 имеет гексагональную решетку [4]. Решетка соединения DyCu7 гексагональная с параметрами а = 4,932 А, с = 4,157 А [4]. Литература 1. Бочвар 11. Р., Лысова Е. В.— В сб.: Редкие металлы в цветных сплавах. М., «Наука», 1975, с. 12—16. 2. Copeland М.% Kato Н.— In: Physics and Material Problems of Reactor Control Rods. Vicuna, International Atomic Energy Agency, 1964, p. 295—317. 3. Гшнейднер К. А. Сплавы редкоземельных металлов. М., «Мир», 1965, с. 157, 388. 4. Buschow К. Н. /., Goot А. 5.— Acta crystallogr., 1971, В 27, N 6, 1085. 5. Baenziger N. С, Moriarty J. L.— Acta crystallogr., 1901, 14, 948-950. 6. Chao C. C, Luo 11. £., Duwez P.— J. Appl. Phys., 1964, 35, 257—258. 7. Storm A. K., Benson K. £.— Acta crystallogr., 1903, 16, 701—702. Медь — европий Методом рентгеновского анализа установлено, что решетка ЕиСн2 является ромбической типа СеСи2, параметры которой следующие: а = = 4,45 + 0,01 А; 6 = 7,25+0,01 А;с = 7,54 + + 0,01 А [1]. Литература £.— Acta Crystallogr., 1, Storm A. /?., Benson К, 19СЗ, 16, 701—702. Медь —г железо Диаграмма состояния системы Си—Fe исследовалась многими авторами, результаты проведенных работ подробно анализируются в работах [1, 2]. Большое количество противоречивых данных относилось к вопросу о полной или частичной смешиваемости Си и Fe в жидком состоянии. В результате было установлено отсутствие расслаивания в системе Си—Fe, однако для переохлажденного состояния (степень переохлаждения 100° и больше) расслаивание имеет место [3]. Область расслаивания почти симметрична оси, соответствующей эк- виатомиому составу, а критическая температура смешивания лежит на 20° ниже температуры ликвидуса при эквиатомиом составе. На рис. 14 приведена диаграмма состояния Си—Fe, построенная на основании работы [4], °с /ж /f/7/7 i W.S т 700 W .j f0 i i ж J0 \ S0 Р ж+/ /w г*е #jffc сс+е I 70 i Fe, am. % t !wv/l \/ yj s/,s[ /0 J0 S0 /0 П%дес.°/с Рис. 14. Диаграмма состояния системы Си—Fc [4] 10 30 40 50 В J 90 Ач,бес.°/о Си 10 20 дО 40 50 60 70 ВО 90 100 Рис. 15. Диаграмма состояния системы Си—Аи [3—7] выполненной методами калориметрического анализа и термодинамического расчета. В системе имеются три области первичной кристаллизации фаз е, у и б. Установлено наличие двух перитектических и одного эвтектоидного превращения, протекающих при температурах 1480, 1094 и 850° по реакциям: ж (89,7 вес.% Fe) + + б (93,2 вес, % Fe) ^ у (92,6 вес. % Fe); 21
ж (2,8 вес. % Fe) 4- у (92,0 вес. % Fe) ^ ^е(4,0 вес.% Fe); у (97,9) вес.% Fe) ^ Z* а (98,0 вес.% Fe) + е (1,3 вес.% Fe). Границы е-фазы (твердого раствора на основе Си) построены в соответствии с данными микроскопического [5] и рентгеновского [6] анализов. Данные, приводимые в более поздних исследованиях [7], соответствуют работе [6]. Растворимость Fe в Си при 1025, 900, 800 и 700° составляет 2,5; 1,5; 0,9 и 0,5 вес.% Fe соответственно . Растворимость Си в are приводится в работах [8—10], а в YFe — п работах [4, 10, И], причем данные [4] и [11] хорошо совпадают и свидетельствуют о наличии ретроградного солидуса. Растворимость Си в 6fp определена в работах [4, 12]. Параметр решетки для твердого раствора на основе меди (е) приведен в работе [6]: для сплава, содержащего 2,39 ат. % Fe, a =3,6092 А (для чистой Си а = 3,0076). Параметр решетки ccFe (ОЦК) возрастает с 2,8662 f- 0,0002 А до 2,8682 А при добавлении 0,38 ат.% Си [91. Литература 1. Хансен М.у Андерко К. Структуры двойных сплавов, т. II. М., Металлургиздат, 1962t с. 622—625. 2. Вол А. Е. Строение и свойства двойных металлических систем, т. II. М-, Физматгиз, 1962, с. 749—762. 3. Nakagwa У. — Acta metallurgy 1958, 6, N 11, 704—711. 4. Oelsen W.> Schiirmann £., Florin C.— Arch. Eisen- huttenwes., 1961, 32, N 10, 719—728. 5. Hanson Z)., Ford G. XV.—J. Inst. Metals, 1924, 32, 335—361. 0. Anderson A. G. Я., Kingsbury A. W.— Trans. AIME, 1943, 152, 38—47. 7. Шапк Ф. Структуры двойных сплавов. М., «Металлургия», 1973, с. 307—308. 8. Wriedt H. Л., Darken L. S.— Trans. AIME, 1960, 218, N 1, 30—36. 9. Abrahamson E. P.f Lopata S. L.—Trans. AIME, 19G6, 236, N 1, 76—78. 10. Harvig #., Kirchner G., Hillert M.— Mctallurg. Trans., 1972, 3, N 1, 329—332. 11. Вочеар А. А., Екатова А. С, Панченко Е. В., Сидохин Ю. Ф.— Докл. АН СССР. 1967, 174, № 4, 863—864. 12. Hellawell Л., Ifume-Rothery W.— Phylos. Trans. Roy. Soc. London, 1957, A249, N 968, 417—459. Медь — золоточ Подробный обзор статей, опубликованных по системе Си—Аи, приведен в работах [1, 2], причем значительное внимание в этих работах уделено исследованию фазовых превращений в твердом состояний. На рис. 15 приведена диаграмма состояния Си—Аи, построенная по данным работ [3—7J. Система характеризуется наличием непрерывного ряда твердых растворов. Кривые ликвидуса и солидуса, определенные методом термического анализа, касаются при 56 ат. (80 вес.)% Аи, и этот минимум соответствует температуре 910° [31. Ниже линии солидуса в системе Си—Аи в результате упорядочения образуются соединения AuCu3, Audi и Au3Cu. Температура превращения порядок z± беспорядок в AuCu3 соответствует ~390° [1, 4, 5]. В некотором интервале составов сплавов, близких к AuCu3, автор работы [6J, использовав метод рентгеновского анализа, указывает на существование трех структурных форм: неупорядоченный сс-твердын раствор, AuCu3II и AuCiigl. Согласно этим данным три фазовые области AuCu3I + АнСи.Д1, AuCu3II и AuCu3I 4- + а находятся между границами, приведенными в работе [5J при 31,6 ат.% Аи (см. рис. 15). Упорядоченная фаза AuCu имеет две модификации — AuCul и AuCuII [1, 2]. В сплавах, содержащих от ~38 до ~60 ат. % Аи, в твердом состоянии имеют место два превращения: а ^г ^± AuCuII, которое протекает при 410°; и AuCuII ^t AuCul, температура которого составляет 378° [1]. Соединение Au3Cu существует в интервале концентраций 61,5—91 ат.% Аи [10]. Оно образуется по перитектоидной реакции: а + + Audi ^± Au3Cu при температуре 230—240J по данным различных авторов. Критическая температура для сплава стехиометрического состава -190-200° [1]. В твердом состоянии при содержании ~ 3(> ат. % Аи и температуре 284° имеет место эв- тектоидиое равновесие, соответствующее распаду неупорядоченной ос-фазы одновременно на две упорядоченные фазы AuCu3 и AuCu [5]. Ниже эвтектоида располагается двухфазная область AuCu3 + AuCu. простирающаяся от 35 до 40 ат. % Аи. Параметр решетки а-твердого раствора (гра- нсцентрировашгая кубическая) постепенно возрастает при легировании сплавов золотом и изменяется от значения, соответствующего параметру решетки чистой Си, до соответствующего параметру решетки чистого Аи, несколько отклоняясь от правила аддитивности [1, 2]. Фаза AuCul имеет упорядоченную тетрагональную структуру, фаза AuCuII — упорядоченную ромбическую структуру. Параметры решеток этих фаз изменяются в зависимости от условий термообработки [1]. Фаза AuCu3I имеет кубическую структуру с параметром решетки, изменяющимся в зависимости от согтава и степени упорядочения ш. Фазе АиСи3Н свойственна тетрагональная решетка, элементарная ячейка которой состоит из 18 элементарных ячеек AuCu3I, помещенных 22
рядом друг с другом, с антифазпой доменной границей после 9 ячеек [9, 10]. Кристаллическую структуру сплавов вблизи состава Ли3Си изучали как в неупорядоченном, так и в упорядоченном состоянии, параметр решетки меняется в зависимости от степени упорядочения и термообработки [1]. Литература 1. Вол А. Е., Наган И. Я. Строение и свойства двойных металлических систем, т. III. M., «Наука», 1976, с. 80—123. 2. Хансен Л/., Андерко К. Структуры двойных сплавов, т. I. М., Металлургиздат, 1962, с. 217—223. 3. Bennett Н. £.— J. Inst. Metals, 1962—1963, 91, N 4, 158. 4. Airoldi G., Asdente M., Rimini E.— Philos. Mag., 1964, 10, 43—48. 5. Rhines F. N.f Bond W. £., Rummel R. Л.— Trans. ASM, 1955, 47, 578—598. 6. Scott R. Я.— J. Appl. Phys., 1960, 31, 2112—2117. 7. Marcinkowsk t M* /., Zwell L.— Acta metallurgy 1963, 11, N 5, 373—390. 8. Эллиот Р. П. Структуры двойных сплавов, т. 1. М., «Металлургия», 1970, с. 112. У. Шанк Ф. Структуры двэпных сплавов. М., «Металлургия», 1973, с. 107—108. 10. Toth R. 5., Sato Я.— J. Appl. Phys., 1964, 35, 698—703. Медь^—{индий Данные о] диаграмме состояния системы Си—In по результатам термического, металлографического и рентгеновского анализов приводятся в работах [1—11]. Во всем интервале концентраций эта система изучена в работе [1]. Остальные авторы исследовали только определенную область составов. Так, область концентраций сплавов 0—12 ат. % In изучена в работах [2, 3]; 0-25 ат.% In - [4]; 26-35 ат.% In— [5]; 33—39 ат.% In — [6]. На рис. 16 приведена диаграмма Си—In, построенная по дап- ным указанпых работ. Часть диаграммы при 40—100 ат.% In приведена по данным [1] (других исследований в этой области проведено не было). Ликвидус системы состоит из шести ветвей первичной кристаллизации фаз а, (3, Y» Л? Ф И In, причем фаза у кристаллизуется по кривой с максимумом при 682,3° [2]. При охлаждении сплавов протекают три перптектические и две эвтектические реакции. Перитектичсскпе реакции Эвтектические реакции ж + аг?р при 710 , ж ^ у + р при 677°, ж + у ^ т] при 6(57°, ж ^ q: + In при 153°. ж + ц ^± ф при 310°, Границы существования а-твердого раствора индия в меди определены в работах [1—4] методами микроскопического [4] и рентгеновского [1—3] анализов. На рис. 16 границы а/а + Р и а/а + б приведены по работе [3]. В области температур 710—575° результаты работ [2—4] хорошо согласуются между собой. В интервале 575—470° наблюдается совпадение данных [21 и [3] и некоторое отличие от [4]. В работе [1] приводятся более высокие значения растворимости (при 450—200° 5— 4 ат.% In). Область существования р-фазы ограничена составами 18; 24,5 и 20,2 ат.% In [4]. При температуре 575° р~фаза в результате эвтектоидно- го превращения распадается на а- и б-фазы. Фаза у существует в системе только при сравнительно высоких температурах. При температурах 617 и 613° фаза у претерпевает эвтекто- идный распад по реакциям (рис. 16, а): Y(27,7 ат.% In) ^ р (21,8 ат.% In) + б (28,9 ат.% In) и у (31,3 ат.% In) ^ б (30,6 ат.% In) + ri(33,l ат.%1п) [2]. Границы, разделяющие области yly + p и Y/Y + Ч» определенные микроструктурным анализом, идут почти вертикально [2]. При температуре 630° и содержании 30,15 ат.% In имеет место превращение у ^± б. Область существования б-фазы находится в интервале 29—30,5 ат. % In. Границы областей б/а + б и б/б + Ч ниже 500° идут почти вертикально [2]. В сплавах, содержащих 33—39 ат.% In, существует фаза г\ [1, 2]. Однако в этой области составов в работе [6] обнаружено вместо одной пять фаз (рис. 16, б). Высокотемпературная модификация фазы r\ Cu2In (L), устойчивая в интервале 660—440е, при охлаждении последовательно превращается в Cu2ln (Л), устойчивую в интервале 350—480° (или Cu7Iii:»)t Си*! п. (-4'), устойчивую при 300—450°, и Си21и (#), устойчивую при более низких температурах. В этой же области существует фаза С, образующаяся по перитектоидной реакции при 350°. Данные о параметре решетки а-твердого раствора на основе меди приведены в работах [1—3, 7]. При содержании 10,5 ат.% In a = = 3,7120 А [3]. Фаза Р — электронное соединение с электронной концентрацией 3/2 и идеальным составом Cu3In [8] — имеет объемноцеитрированную кубическую решетку с а = 3,002 А [1]. Фаза у стабильна только при высоких температурах, имеет кубическую структуру типа V-латуни [5] и параметр решетки а = 9,250 А для сплава с 29,6 ат. % In, закаленного с 650°. По данным [9] состав Cu9In4 (30,77 ат.% In), соответствующей электронной концентрации 21/13, лежит вне области у~Фаза (вблизи ее грапицы). Фаза б по данным [5] имеет тетрагональную решетку с параметрами а = 8,99 А, с = 9,16 А, с/а = 1,02; по данным [10] б-фаза является 23
1100 woo 900 600 10 20 дО 40 50 ВО 70 600 500 400 60 90Ъибес.°/о "Г W77° \Р+7 У 617 I -, о I р+6 Г КЙ ■ ц 662,д 1. i .1 > fi f J ^sW/ 6J0°\ ГТ l^ 667° [ fl '7 1 J Гш^ 6+7] Й К i к i liii r^yi \ i f H^^r^ ^ 27 2<? ^ «^ J/ dl JJ JV §. £TiS2?fc>^70f In, am. °/o t Рис. 16. Диаграмма состояния системы Си—In [1—С] сверхструктурой типа NiAl. В работе [11] па рентгенограммах 8-фазы были обнаружены одновременно линии сверхструктуры и линии тетрагональной решетки. Фаза rj Cu2Iii (L) имеет структуру типа NiAs (гексагональная структура); фазы А и А' являются сверхструктурами с небольшим различием в положении сверхструктурных рефлексов [6]. Литература 1. Weibke F., Eggers #.— Z. anorg. Chem., 1934, 220, 273-292. 2. Owen E. Л., O'Donnell R. A. E.— J. Inst. Metals, 1952—1953, 81, N 10, 479—480. 3. Jones R. 0., Owen E. A.— J. Inst. Metals, 1953— 1954, 82, N 9, 445—448. 4. Raynor G. V., Reynolds P. W., Packer II. A.— J. Inst. Metals, 1940, 66, N 7, 209—239. 5- Reynolds J., Wiseman W. Л., Hume-Rothery W. B. — J. Inst. Metals, 1951—1952, 80, N 12, 637-640. 6. Jain K. C, Ellner M., Schubert K.— Z. Metall- kunde, 1972, 63, N 8, 456—461. 7. Owen E. A,— J. Inst. Metals, 1947, 73, N 7, 471 — 489. 8. Hume-Rothery W. В., Reynolds P. W., Raynor G. V.— J. Inst. Metals, 1940, 66, i\ 6, 191—202. 9. Hume-Rothery IV., Betterson J. O., Reynolds /.— J. Inst. Metals, 1951—1952, 80, 609—616. 10. Hellner £., Laves F.— Z. Naturforsch., 1947, 21, 177—183. 11. Corderoy D. J. #., Honeycomb R. W. A'.— J. Inst. Metals, 1963—1964, 92, 65-69. Медь — иридии Методом металлографического, термического п рентгеновского анализов в работе [1] исследована диаграмма состояния Си—1г (рис. 17). В системе при температуре 1138+5° протекает перитектическое превращение ж (4 ат.% 1г) + Р (97 ат.%1г) z± a (8 ат.% Jr). Растворимость иридия в твердом растворе на основе меди (а) с понижением температуры уменьшается и при 1020, 8(30 и 700 составляет 0,5; 5,5 и 3,1 ат.% Ir соответственно. В ранней работе [2] приводятся более низкие значения: при 850—900 растворяется 0.48 ат. 24
(1,5 вес.)% Тг. Растворимость меди в твердом растворе на основе 1г(|3) составляет 1,4; 3; 3,2; 5,1 и 7,3 ат.% Си при температурах 800, 1090, 1200, 1400 и 1600° соответственно. При температуре выше 1138° наблюдается ретроградный ход кривой солидуса. Литература 1. Raub £., Roschel E.— Z. Metallkunde, 1909, 60, N 2, 142—144. 2. Linde J. О.— Ann. Physik, 1932, 15, 226. 20 40 00 lr, бес o/q Медь — иттербий Диаграмма состояния системы Си—УЬ исследована методами дифференциального термического, рентгеновского, металлографического и магнитного анализов [1—2]. На рис. 18 приведена диаграмма Си—Yb, построенная по данным работы [2]. В верхнем углу рисунка показана часть диаграммы по данным [3J. В системе обнаружено пять металлических соединений, из которых одно Yb2Gu9 плавится конгруентно при 937°, а остальные — YbCu, YbCu2, Yb2Cu7 и YbCu5 — образуются по пери- тектическим реакциям при 628, 757, 825 и 879° соответственно. При температурах 472 и 859° кристаллизуются две эвтектики: ж (73,5 ат.% Yb)^Yb + YbCu и ж (10 aT.%Yb) ^ YbCu5 + Си. В работе [3] методом металлографического анализа и измерения удельного электросопротивления определена растворимость Yb-в твердом растворе на основе Си. При эвтектической температуре (850—870°) растворимость составляет 0,07—0,05 вес. % Yb и уменьшается с понижением температуры. Соединение YbCu имеет орторомбическую структуру типа FeB, параметр решетки а = = 7,568 А; Ь = 4,260 А, с = 5,771 А. Соединение YbCu2 имеет ромбическую решетку типа СеСи, параметры которой составляУот а = 4,291 А; Ь = 6,899 А, с = 7,386 А (по данным [2]) и а = 4,28 + 0,01 А, Ь = 6,76 ± 0,01 А, с = 7,40 + 0,01 А (по данным [4]). Решетка соединения YbCu6 гексагональная типа СаСиб, параметры решетки а = 4,994 А, с = 4,126 А [2]. Литература 1. Jandelli A., Palenzona A,— Colloq. intern. CNR, 1970, N 180/1, p. 159—164. 2. Jandelli A., Palenzona A. — J. Less-Common Metals, 1971, 25, N 3, 333—335. 3. Бочвар Н. P., Лысова Е. В.— Ъ кн.: Гедкие металлы в цветных сплавах. М., «Наука», 1975, с. 12—16. 4. Storm A. R.y Benson К. Е.— Acta crystallogr., 1963, 16, 701—702. 2J00 /S00 /т Си Рис 2/7 40 00 00 \г%ат.% 17. Диаграмма состояния системы Си—1г [1] //00 000 \ \ \ 1 И 1 11 — | 1 а+ЧЫиь \b, am. °/ш Рис. 18. Диаграмма состошшя системы Си- Yb [2]
Y, am. % 80 90 100 Рис. 19. Диаграмма состояния системы Си—Y [1] Медь — иттрий Диаграмма состояния системы Си—Y была исследована методами металлографического, рент- геноиского анализа и определения температур начала плавления сплавов [1—3]. На рис. 19 приведена диаграмма Си —Y по данным работы [1]. В системе обнаружено четыре металлических соединения, три из которых плавятся конгруентпо (YCu4, YCu2 и YCu) при температурах 985 + 15°, 935 + 15° и 935 + 15е соответственно, а одно — YCu6 образуется по перитектической реакции: ж (~ 16 вес. % Y) + YCu4 т± YCiifi. В системе имеют место четыре эвтектически v превращения, протекающих по реакциям: 1) ж (12,5 вес. % Y) ^ YCu6 + а при 890 ± 1(Г 2) ж (35 вес. % Y) ^ YCu4 + YCu2 при 840 + 15° 3) ж (50 вес. % Y) т± YCu2 + YCu при 830 ± 15° 4) ж (7/i вес.% Y) т± YCu + 0 при 760 + 15°. В противоположность этим данным авторы работы [2] указывают, что соединение YCu4 образуется по сиптектической реакции ж1 + + ж2^.^'Сщ при 912°. Температуры плавления соединении YCu, YCu2 и YCu6 приводятся как 952, 895 и 892° соответственно, а температуры эвтектических превращений: 2) — 842°; 3) _ 836°; 4) — 782\ В работе 13] приводятся следующие значения концентрации жидкой фазы при кристаллиза 8 ат. % Y; ции эвтектической смеси: 1) 2) — 25 ат. % Y; 3) — 60 ат. % Y. Растворимость иттрия в меди и меди в иттрии в твердом состоянии составляет менее 1 вес.% [1,9]. S,6ec.°h В работе [4] указывается, что в системе в области концентраций сплавов, богатых медью, существует соединение YCu7, которое после низкотемпературного отжига распадается на YCu5 и Си. Соединение YCu (59,3 вес.% Y) имеет кубическую решетку типа CsCl (a = 3,477 А [5] или а = 3,474 А [1]). Соединение YCu2 (41,2 вес.% Y) по данным [3, 6] имеет гексагональную решетку. По данным [7, 8] решетка YGua идентифицирована ромбической типа СсСи2: а = 4,305 Hh 0,005 А; Ь -= = 6,800 ± 0,005 А; с = 7,315 ± 0,006 А [7]. Решетка соединения YCu4 (24—26 вес. % Y) гексагональная типа СаСи5. Параметры решетки по данным [8] следующие: а = 4,994 А; с = 4,113 А. Соединение YCu6 (18,9 вес. % Y) имеет гексагональную решетку с а = 6,83 А; с = 4,07 А [С]. Соединение YCu5 имеет гексагональную решетку типа СаСи5, параметры которой а — ■= 5,005, с = 4,097 [4]. Соединение YCu7 имеет также гексагональную решетку типа СаСи5 с параметрами а = 4,932 А, с = 4,156 А [4]. Литература 1. Domagala Я. F., Raysch J. J., Levinson D. W.— Trans. ASM, 1961, 53, 137—155. 2. Эллиот Р. Я. Структуры двойных сплавов, т. 1. М-, «Металлургия», 1970, с. 395—396. 3. Daane А. Я., Spedding F. Я.—In: U. S. Atom. Energy Commiss, ISC-976, 1957, p. 20—21. 4. Bu^chow K. II. /., Goot A. S.— Acta crystallo£r., 1971, B27, N 6, 1085. 5. Dwight A. E.— Trans. AIME, 1959, 215,283—286. 6. Гшнейднер К. А. Сплавы редкоземельиых металлов. М., «Мир», 1965, с. 363—3G4. 26
т го зо Ы^Обс.Чо woo 900 32 Г с Рис. 20. Диаграмма состояния системы Си—Cd [1,2] 7. Storm A. R., Benson К. Е.— Acta crystallogr., 1963, 16, 701—702. 8. Kejriwal P. K.t Ryda £.— Acta crystallogr., 1963, 16, 853. 9. УКурба А. Л., Федоров В. //., Хан М. Т. Научн. труды НИИ «Гипроцоетметобработка», иыт. 48, 1975, с. 38—43. Медь — кадмий Диаграмма состояния системы Си—Cd изучалась методами термического, металлографического и рентгеновского анализов [1—8J; данные различных авторов хорошо согласуются между собой. Па рис. 20 приведена диаграмма Си—Cd, построенная по результатам работы [1]. Кривая растворимости Cd в твердой меди и солидус а-фазы построены по данным [2]. В системе обнаружено существование четырех металлических соединений Cu2Cd ф), Cu4Cd3 (6)* Cu5Cd8 (y) и CuCd3 (e) [1, 31; соединение Cu5Cd8 плавится коигруентно при 563е, а три других образуются по иеритектическим реакциям: ж-\- 90 100 £й,агп.% ? б при 547 ж + + а ^ Р при 549 , ж + р + V ^ е ПРП 397 . При температурах 544 и 314° протекают эвтектические превращения ж^у + бпж^ ^1 е + Cd соответственно. Область существования а-твердого раствора определялась металлографическим [4, 5] и рентгеновским [2—4] анализами. Солидус имеет ретроградный характер; максимальная растворимость 2,50 ат. % Cd соответствует температуре 050° [2, 4]; при 1055° в твердом растворе на основе меди растворяется 0,33 ат. % Cd. При температуре перитектической реакции растворимость составляет 2,1 ат. % Cd и уменьшается с понижением температуры (при 300°— 0,20 ат.% Cd) [21. Растворимость Си в Cd в твердом состоянии составляет ~ 0,12 ат.% при 300° [1]. Параметр решетки а-фазы увеличивается при добавлении кадмия и при 1,7 ат.% Cd параметр а = 3,6285 А [01. Фаза Y-твердьш раствор на основе соединения Cu5Cd8 (61,54 ат. или 73,89 вес.% Cd) изострук- 27
турна с ^-латунью; при 60,4 ат. % Cd параметр а = 9,G15 A [3J. Решетка соединения Cu2Cd гексагональная типа M^Nio [7, 2]; параметры а = 5,0115 А, с - 10,21 А [21. Соединение Cu4Cd3 имеет элементарную кубическую ячейку с 1116 атомами: а = 25,83А18]. Решетка соединения CnCd3 гексагональная, параметры а = 8,10 А, с — 8,70 А [7]. Литература 1. Jenkins С. II. Л/., Hanson D.— J. Inst- Metals, 1924, 31, 257—270. 2. Sulonen M. S. — Acta Folyteclm. Scancl. Chem., incl. Metallurgy Ser., 1962, N 18, 22. 3. Owen E. A., Pickup L.— Proc. Hoy. Soc. (London), 1933, Л139, 526^541. 4. Eaub E.— Z. Metallkunde, 1947. 38, 119 -120. 5. Погодин С. А. Михеева В. И., Каган Г. А.— Изв. Ин-та физ.-хим. анал., 1935, № 7, 39- 47. 6. Owen Е. A.— J. Inst. Metals, 1947, 73, 471—489. 7. Borg i?.— Trans. AIME, 1961, 221, 527—531. 8. Samson S.— Nature, 1962, N 195, 259—262. Медь — кальций Методом дифференциального термического и рентгеновского анал изо» в работе [11 исследованы сплавы системы Си-^Са и построена диаграмма состояния Си—Са во всем интервале концентраций (рис. 21). Сведения о более ранних исследованиях сплавов Си—Са приведены в работе [2]. В системе найдено существование трех соединений CaCu5, CaCu и Са2Сп. Соединение СаСи5 плавится конгруентно при температуре 950°, два других образуются по перитек- тическим реакциям: ж + CaCu5 ^ CaCu при 567° и ж + CaCu ^ Ca2Cu при 488°. В сплавах кристаллизуются две эвтектики: ж ^ Си + + СаСи5 при температуре 917° и содержании 9,5 ат.% Са; ж ^ Са2Си + Са при 482J и 75,7 ат. % Са. Взаимная растворимость компонентов не установлена. В твердом состоянии при температуре 455° имеется превращение, связанное с переходом объемпоцентрированпой кубической решетки кальция в гранецентрированпую. О растворимости Са в твердой Си сообщается в работе [3]: при 850° растворимость составляет менее 0,015 ат.% Са, а при 700° она находится в интервале 0,015—0,047 ат.%. Соединение СаСи5 имеет гексагональную решетку: а = 5,074 А, с = 4,074 А. Соединение CaCu имеет орторомбическую решетку: а = 15,520 А, Ь = 4,270 А, с = 5,867 А. Решетка Са2Си не установлена. Литература 1. Rao M. V.t Anderson R. N.— J. Less-Common Metals, 1971, 25, N 4, 427—430. 2. Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов, т. I. M., Метал лургиздат, 1962, с. 421—423. 28 3. Роднянская A. JI. Автореферат капдид. диссертации на тему «Исследование сплавов и термодинамический расчет диаграмм состояния систем Си— Сг—Zr и Си—Ci— Zr—Са». М., МИСпС, 1977. Медь — кислород Диаграмма состояния Си—О до 20 вес. (50 ат.) %0 в области существования жидких меди и закиси меди при давлепии кислорода над расплавом 1 атм приведена на рис. 22. Диаграмма построена по данпым работы [1], авторы которой выполняли исследования электрохимическим методом. В верхнем углу рис. 22 в более крупном масштабе показана часть диаграммы но результатам работы [2], выполненной методом термического анализа. Сведения о более ранних исследованиях приведены в [3]. В системе существуют две фазы Cu20 и СиО постоянного состава, что подтверждается рентгеновским анализом и данными по измерению магнитной восприимчивости [4]. Соединение Cu20 плавится конгруентно при 1225 + 5°, соединение СиО плавится инконгруентио при 1122 + 5° [1]. Между твердым раствором на основе меди — а и соединением Сн20 образуется эвтектика при 10(>5 . Содержание кислорода в ;штектике по данным [1] составляет 0,44 вес. (1,73 ат.) 96; по данным [2] — 0,47 вес. (1,85 ат.)%. При температуре 1090 + 5° кристаллизуется еще одна эвтектика ж ^ Си20 + СиО при концентрации кислорода в эвтектической жидкости ~ 14 вес. (39,3 ат.)% т. При температуре 1216 + 5' и содержании 2,5—10 вес.% О в системе протекает мопотекти ческое превращение [I]. Критическая точка мо- нотектического купола проходит ниже 1400° (рис. 22). В этой части диаграммы данные работы [I] отличаются от сведений, приведенных в работе [3]. По данным [3] две ветви линии расслаивания не сходятся в одной точке, как это установлено в [1], а соединяются с горизонтальной прямой при ~ 1400°, которая определяет реакцию ж + 02 ^± жг. Растворимость кислорода в жидкой закиси меди зависит от давления: чем выше давление, тем большее количество кислорода растворяется в Си20. При давлении кислорода 0,035; 0,2; 0,43 атм растворимость составляет 12.5; 13,3; 13,7 вес.% О соответственно [4]. При давлении 1 атм растворимость превышает 14 вес. %. Растворимость кислорода в меди в твердом состоянии мала и составляет по данным работы [5] 0,009 вес. (0,036 ат.)% и 0,004 вес. (0,016 ат)% при 900 и 600° соответственно (см. также [3]). Соединение Си20 (куприт), как указывается в работе [3], нестабильно при температурах ниже 375° и распадается по реакции Cu20 ->
—» Си + СиО, однако скорость этого превраще- имя очопь мала. По данным [61, окисел Cu20 стабилен по крайней мере до 220 . Соединение (ai.,0 — Это фаза с дефектной кубической решеткой, где а — 4,250 +- 0,005 А [7]. " т Окисел СиО (тенорнт) имеет моноклинную решетку, параметры которой следующие [3]: а 4.084 А, Ъ = 3,425 А. с = 5,129 А. т Литература 1. Gerlach /., Osterwald Л, Stichel W.— Z. Mo tall- /rnn kunde, 1968, 59. I\ 7, 576-579. *"" 2. Ilofmann W., Klein AL—Z. Mctallkunde, 1966, 57, N 5, 385—391. 3. Хансен M., Андерко К. Структуры двойных сплавов, т. 11. М., Металлургиздат, 1962, 647—650. 400 4. Osterwald /.— Z. Metallkunde, 1968, 59, N 7, 573— 576. 5. Closing М., Sauerwald F.— Z. anorc% chem., 1952, 271, 81-87. 6. Шанк Ф. Структуры двойных сплавов. М., «Метал- 200 лургия», 1973, с. 312—313. 7. IIтикер 3. /\, Иманов Р. М.— Кристаллография, 1964, № 9, 413-415. 70 20 J0 40 S0 00 /0 00 S0lbjec.% Медь — кобальт Методом термического и металлографического анализа в работе [1] исследована диаграмма состояния Си—Со, приведенная па рис. 23. Результаты этой работы в части определения температур ликвидуса и ионвариантного превращения хорошо согласуются с более ранними исследованиями, данные о которых приведены в работе 12]. 1500 1400 1300 V . I I \/00J° \\S0ff s,S Б п *<" II Д II 1 со 1. *=» II <-э II 1 ***! I =*II 1 ull 1 С-Э 11 -_-] 1 L. 1 \ Ж 1 j%r^CnCu5 Ч / 1 / X / X J_ 007° 1 *-,э с* + d «o Ж со ТА со ^CqCu \ \ 400° 1 , . 1 1 ж* Ca^Cu *J/ ei ^ CO CO с1 1 CO ♦ 1 ТЛ CO ££/ CgzCu ♦ . i - . 0JS°\ /ж+Ы 40Z* Tss\ Cu 1 Cu /^ ^ ^ fl/ la.ff/n % Рис. 21. Диаграмма состояния системы Си—Са [1] Рис. 22. Диаграмма состояния системы Си -О [1,2] 50 0, ат.°7о 1200 У 1100 10ffJ° 1000 900 l f.ff 2,0 \Ъуат«/о' JO 30 OjOec.V* 29
•с /Ш м lO.C/Z? % JD S0 Я? м Таблица 5. Н.тнмная растворимость Со и Си п тиердом состоянии при различных температурах /Ш ^7 1 Г Г lv r I ■ —- / и i i i i Ж+еС ///2Ф 1 ' ~г~гг_1 1 \^Л f/irz//i//77Aire /7/7е£/7&гц£/уу? ~/#6s\ # \ ' № _.— JJ и А Z00 Си Ж М W Со, Лес % Рис. 23. Диаграмма состояния системы Си—Со [1] В сплавах системы Си—Со в результате сильного переохлаждения (на 100° и Солее) появляется область несмешиваемости в жидком состоянии, которая почти симметрична относительно оси, отвечающей эквиатомиому составу. При эквиатомном составе критическая температура смешения лежит на 90° ниже кривой ликвидуса [3]. Система Си—Со является диаграммой пери- тектпческого типа; перитектическая реакция ж + ессо ^ Р протекает при 1112 [1]. Растворимость кобальта в твердом растворе на основе меди ф) и меди в твердом растворе на основе кобальта (а) в интервале температур 900—1100° исследована методом металлографического и рентгеновского анализов [4], микрорентгеноспектралыюго анализа [5], а также методом магнитного исследования [2]. Эти данные приведены в табл. 5. На рис. 23 кривые растворимости в твердом состоянии приведены по результатам [5]. Влияние Си на температуру магнитного (точка Кюри) и полиморфного превращений Со, когда кубическая гранецентрированная решетка (а) переходит в гексагональную (е), определялось магнитным, резистометрическим и тер- Температуря, °С ПОП 1080 1070 IO'iO 1000 950 900 880 800 700 5)0 Содержание Со (вес %) в твердой Си [И] ' 5,2 *,* 3,05 2,Г> 1,7 > 1,0 <0,1 14 | 15] 8 7 6 3,5 2,9 8 7 5,5 3,5 3 Содержание Си (вес. %) в твердом Со [2] | [4] | [5] ]2,8 И 10 14 11 9,8 7,8 5,2 12 9,5 7,5 6,3 мическим методом 12] и на рис. 23 показано в соответствии с этими данными. Литература 1. Григорьев Л. 7\, Пантелеймонов Л. Л., Витим Л. М., Куприна В. В.— ЖНХ, 1956,1,вып. 5, 1064—1066. 2. Хансен М., Апдерко Я. Структуры двойных сплавов, т. I. M., Металлургиздат, 1962, с. 499—500. 3. Nakagawa У.— Acta metallurgy 1958, 6, N И, 704— 711. 4. Old С. F., Haworth С. W.— h Insl. Metals, 1966, 94, N 8, 303—394. 5. Bruni F. /., Christian J. W.— Mater. Sci. and Engng, 1972, 9, N4, 241-242. Медь — кремний Диаграмма состояния системы Си—Si, представленная на рис. 24, построена па основании данпых работ [1—7]. Область диаграммы, включающая составы сплавов от 0 до 7 вес.% Si, приведена по данным [1, 2]. Область диаграммы от 7 до 20 вес.% Si построена согласно работе [3], однако строение сплавов при 10,0 вес.% Si взято по данным [4], а при 11—15 вес.% Si — по данным [5]. Часть диаграммы в области составов от 20 до 100 вес.% Si построена по данным работы [7]. Диаграмма Си— Si была исследована методами термического [1—4], металлографического [1—4], рентгеновского [5, 6] и дилатометрического [4] анализов, измерением электросопротивления [4] и методом авторадиографии [8]. Ликвидус системы Си—Si состоит из пяти ветвей первичной кристаллизации фаз а, Р, 8, т] и Si. Помимо этих фаз в системе по поритек- тоидным реакциям образуются еще три фазы А% у и е. Границы существования а-твердого раствора на основе Си построены по результатам метал- 30
лографического [1, 2] и рентгеновского [6] анализов, причем данные этих двух методов отличаются на 0,1 вес.%. fc-фаза образуется по перитектоидной реакции при температуре 842° [2] (или 833° [6]): плава и а-фазы: / 7,75 вес. % Si V16.0 ат.% Si ж | + а i,25 вес.% Si\ 1,15 нт. % Si ] / 5,: а1ц, 5,3 вес. % Si 25 ат. о/0 Si + Р / 0,9 вес. % Si\ ^14,4ат.% Si I / 6,8вес.% Si\ ^P\14,2aT.o/0Si /' /5. \12, 5,9 вес.% Si 45ат.% Si Фаза к существует в интервале 842—552°, а при температуре 552° [2] (или 557° [6], см. также [7]) распадается на а и у по эвтектоидной реакции: / 5,2 вес.% Si\ /4,65вес.% Si \ '\H,05aT.%Si J^a'9,95aT.%Si / + + Y ,05ат.% Si )*—'*9,95ат. 8,35вес.% Sr 17,15 ат.% Si Область существования фазы р находится в узком температурном интервале, между 852 и 785° [2]. Фаза р образуется по перитектичес- кой реакции при 852° при взаимодействии рас- Рис. 24. Диаграмма состояния системы Си- Si [1—7] 5 10 20 При температуре 785° протекает эвтектоидиос превращение, при котором р-фаза распадается на А: и б-фазы: / 7,75Bec.%Si\ / 6,85вес.% Si> 4*6,0 ат.% Si /^А\Д4,3 ат.% Si / 8,6вес.% Si ч + 6V17,6aT.%Si )' Фаза у образуется по перитектоидной реакции при температуре 729° [2] и стабильна вплоть до комнатной температуры: / 6,95 вес. %Si\ / 8,65 вес. %Si\ А\14,5 ат.% Si J+6V17,65aT.%Si / ""' 8,35 вес. %SP ~Y\17,1 ат.% Si Область существования 6-фазы охватывает интервал температур 824—710°. Она образуется по перитектической реакции при 824° [3]: J0 40 50 $0 70 Si, ат.% 80 90 W Z0 60 50 Si, бес. % 31
ж + р (-8,4 Bcc.%Si)^fi (8,65 вес.% Si), а при температуре 710° претерпевает эвтскто- идиый распад: 6(8,95 вес.% Si) ^± у + £• Фаза е образуется по перитектоидной реакции б -J- 1] ^ е и])и 800°, существует в очень узкой концентрационной области (10,6— 10,7 вес. % Si) и стабильна вплоть до комнатной температуры [4]. Фаза г| образуется непосредственно из расплава при температуре 859° и содержании 12,3 вес.% Si [3]. Фаза т| входит в состав двух эв- тектик, кристаллизующихся при температурах 820 и 802°: (820°)ж(9,9 вес.% Si) ^fi(9,7 вес.% Si)+ + rj (11,2 вес.% Si), (802°) ж (1G вес. % Si) ^ rj (12,8 вес. % Si) + +Si. Фаза г) имеет две полиморфные модификации [4, 5]: ц' и и/'. В интервале температур 620— 558° имеет место превращение rj ^ г)', а в интервале 570—467° — ц' т± г)". При температурах 620 и 570° протекают соответствующие перитектоидиые превращения: г + г] ^ rj' (11,75 всс.% Si); е + V ^т|". При температурах 558 и 467° — эвтектоидные превращения: т) (13,0 вес.% Si) ^ н/ (12,8 вес.% Si) + Si; г)' ^± г)" + Si- Растворимость Си в Si ничтожно мала и составляет 2,8 • Ю-3; 2,0 - Ю-3; 5,5 - 10-*; 8,5 • 10~5 и 5,3 • 10~6 ат. % при температурах 1300, 1200, 1000, 800 и 500° соответственно [8]. Параметр решетки а-фазы увеличивается с повышением содержания Si [2, 9] и при 10 ат. % Si составляет 3,615 А (без Si a = 3,607 А) [9]. Фаза к имеет плотноупакованную гексагональную решетку [2, 91 с параметрами: а = = 2,5543 \, с = 4,1762 А при 11,8 ат.% Si иа = - 2.5563 V и с = 4,1741 А при 14.6 ат, % Si [2]. Фаза Р — электронное соединение с электронной концентрацией 3/2 [10], имеет объемно- центрированную кубическую решетку, а = = 2,854 А при 14,9 ат. % Si [7]. Фаза у имеет кубическую решетку типа (3 Мн с 20 атомами в элементарной ячейке, а = = 6,210 А [9]. Фаза б является электронным соединением с электронной концентрацией 21/13 (Cu3iSi8) [11]. В работе [9] предполагается, что 6-фаза имеет искаженную решетку у-латуни. В работе [7] указывается, что б имеет кубическую решетку с а = 8,506 А. Фаза е (Cui5Si4) имеет объемноцентрирован- ную кубическую решетку с 76 атомами в элементарной ячейке; а = 9,694 А [9]. Решетка rj-фазы (Cu3Si) подобна решетке у-латуни [9]. 32 Литература 1. Smith С. S.— J. Inst. Metals, 1928, 40, N 2, 359— 370. 2. Smith С. £.— Trans. А1МЕ, 1940, 137, 313—329. 3. Smith С. S.— Trans. Л1МЕ, 1929, 83, 413—439. 4. Jukibe K.— Kinzoku no Kenk/u, 1931, 8 (8), 433 — 456 (цит. no J. Inst. Metals, 1931, 47, N 3, 651). 5. Mima C, Hasegawa M.— Technol. Rept Osaka Univ., 1960, 10, 157—169. 6. Anderson A. G. #.— Trans. AIME, 1940, 137, 334 — 350. 7. Хансен Л/., Андерко К. Структуры двойных сплавов, т. II. М., Металлургиздат, 1962, с. 673—676. 8. Struthers J. D.— J. Appl. Pliys., 1956, 27, 1560. 9. Arrhenius 5., Westgren A.— Z. Phys. Cliem., 1931, B14, 66—79. 10. Hume-Rothery W., Reynolds P. IV., Ray nor G. I7.— J. Inst. Metals, 1940, 66, N 6, 191—207. 11. Hume-Rothery W., Betterton J. O., Reynolds J.— J. Inst. Metals, 1951—1952, 80, 609—616. Медь — лантан Диаграмма состояпия системы Си—La, приведенная на рис. 25, построена по данным работы [1] на основании результатов дифференциального термического, рентгеновского и металлографического анализов. В системе присутствуют четыре металлических соединения, два из которых LaCuf) и LaCu2 плавятся кон- груептно при 905 и 830° соответственно, а два других LaCu5 и LaCu образуются по перитекти- ческим реакциям ж -\- LaCu6 ^ LaCu5 при 805° и ж + LaCu2 ^ LaCu при 525°. Имеют место три эвтектические реакции: при 865° ж (9 ат.% La) z± LaCufi + Си, 745э ж (25 ат. % La) ^ LaCu5 + LaCu2, 475° ж(71,5 ат.% La) z» LaCu + La. В более ранних исследованиях [2—5] указывается на присутствие в системе соединения LaCu4 (вместо LaCu5), а также приводятся несколько другие температуры перитсктических и эвтектических реакций. Соединение LaCu6 (14,5 ат.% La) имеет ор- торомбическую структуру типа СеСис [1, 4] с параметрами а = 8,165, b = 5,148, с = = 10,23 А [1]. Соединение LaCu5 (16,6 ат.% La) кристаллизуется в гексагональную структуру и имеет параметры решетки а = 5,187, с -= 4,109 А [1]. Эти данные хорошо согласуются с результатами работы [6]. Соединение LaCu (50 ат.% La) имеет орторомбическую структуру [11, а не кубическую [4]. Параметры решетки а = = 7,543, в = 4,616 и с = 5,724 А [1]. Соединение LaCu3 (33,3 ат.% La) кристаллизуется в гексагональную структуру типа А1В2 и имеет параметры а = 4,345, с = = 3,819 А [1 ], что согласуется с данными [7] и [8].
Литература J. Less-Common Metals, Cirafici £., Palenzona A. 41)77, 53, N 2, 199—203. Гшпейднер К. А. Сплавыредкоземелышх металлов. М., «Мир», 1965, с. 152—155. Canneri G.— Metallmgia ital., 1931, 23, 813—815. Vogel Я., Heumann Г.—Z. Metallkunde, 1943, 35, 29-42. Duight A. E.— Trans. ASM, 1961, 53, 479—500. Storm A. R., Benson R. E.— Acta crystallogr., 1963, 1<>, 701-702. 6 Bistrom A., Kierkegaard P., Knop 0.— Acta chem. scaiid., 1952, G, 709—719. Jandelli A., Palenzona A.— J. Less-Common Metals, ^0 1963, 15, 273. /000 \i 000 \- Медь — литий ш V- Диаграмма состояния системы Си—Li исследовалась методами термического, рентгеновского и металлографического анализов [1,2]. 2171/ На рис. 26 приведена диаграмма Си— 1л по данным работы [2]. В системе отмечается отсутствие промежуточных фаз и заметная растворимость Li в Си в твердом состоянии, достигающая 20 ат. % при температуре плавления Li. Параметр решетки сс-твердого раствора Li в Си при увеличении содержания лития до 20 ат. °6 увеличивается до 3,045 А [2]. Литература 1. Paslorello S.— Gazz. china, ital., 1930, 60, 988—992. 2. Klemm W., Valavsek В.— X. anon?, unci allc. Chera., lOrtQ ОПС JO/. JO-7 ° Ь * Ю Ю C^ \ Z* =* =* 4 а о и «-э L e» cd *=* ** V 5 -j ^ ~* h=\ 1 hW ||| Ж \Ш° pf? k^ ^SJ^ <^щсиг ^ 1 0 1 ^ 1 ^ 1 t° 1 ^ 1 1 e-z> 1 1 t=S 1 1 -3 1 1 + 1 1 =* 1 1 C~3 1 1 lr> 1 1 =* 1 1 «* I 1 -3 1 1 -1- 1 1 *° 1 1 ^n 1 е_э 1 1 CJ 1 1 ^ 1 v 1 y*s° \ж+ lalus 1 Lr» i => 1 i_3 1 =* 1 -э 1 + 1 со 1 =* 1 u 1 о .1.1 - \ c^r^LaCu/ .f£f * \ / / Жл + 1 =» С_Э 1 «=* -Э L j 47f° LqCu + Lu i . . 1 . - .~L,~ aa 030° 000° Cu 20 40 00 00 /00 Рис. 25. Диаграмма состояния системы Си—La [1] \XJcc- °/° J0,t Н 1958, 296, 184—187. ж\- Медь — лютеций В литературе имеются сведения о двух сое?- 7//// дигкмшях LuCn3 и LuCu. Соединение LuCu имеет кубическую решетку типа CsCl с параметром 3,390 А [1]. Решетка соединения LuCu» ромбическая тина СеСи, [2, 3], а = 4,245 ± 0,005 А, Ь = 6,627 ± ±0,005 А, с - 7,220 ± 0,005 А [2]. 300 Литература 1. D wight А. £.— U. S. Atom. Energy. Co mm., ANL- //7л 6330, 1960, 154-155. '"" 2. Storm A. R., Benson К. Е 16, 701—702 Acta crystallogr., 1963, \/7Sm 00 /00 3* J*Tpp^Phys;; 196^"зГ51о19-105«^т'С/С J' H~ РИСЧ 20' Д"агРамма состояния системы Cu-Li [2J Медь — магний На рис. 27 приведепа диаграмма состояния системы Си—Mg, построенная по дапным работы [1], автор которой выполнял исследование термическим и металлографическим методом. Кривая растворимости магния в твердом растворе па основе меди (а) построена по данпым измерения электросопротивления [2]. В системе Си—Mg существуют два металлических соединения MgCu2 и Mg2Cu, которые плавятся конгруептно при 819 и 568° соответственно. Соединение MgCu2 имеет довольно широкую область гомогенности [3]. В сплавах 3 Двойные системы 33
fff 20 30 40 S77 00 Щ,0ес. % 70 00 00 /000 000 \ 000 \\ \ \+ л \ ' 722° cc I \ I t CC+M - - [j 1 1 1 1 0fS° 2r,S дсцг | A 1 1 | \ €~^> 1 1 1-Й j i i L ._ 1 1 l I 1 ' ' 1 I 1 1 | 1 1 1 1 -L. . 1. 1 . fJ2 Ж п ' идгьи . \ «# 1 J?,S МдСиг*Мд2Си <г п г i т 1— - /1 <^ЛГ^МдгСи / л 1 /^ WJ 1 MgzCu+y5 / w и- - Си f0 20 J0 10 J0 00 70 № м /ffff Рис. 27. Диаграмма состояния системы Си—Mg [1—2] Рис. 28. Диаграмма состояния системы Си—Ми [1, 4] Мп, Вес % 00 00 0J /Ш* S0 00 00 00 700 системы Си—Mg протекают три эвтектических превращения: при 722°: ж (21,9 ат.% Mg) ^a + MgCu2, при 552°: ж (57,9 ат.% Mg) ^ MgCu, + + Mg2Cu, при 485°: ж (85,5 ат.% Mg) ^ Mg2Cu + р. Растворимость Mg в твердой Си исследовалась методами металлографического анализа и измерения электросопротивления [2, 4]. Наиболее достоверными результатами следует считать данные [2]. При температурах 722, 700, 600, 500, 400 и 300° растворимость составляет ат. (вес.)% Mg: 8.2 (3,3); 7,5 (3,0); 5,8 (2,3); 4,5 (1,75); 3,3 (1,3) и 2,3 (0,9) соответственно. Растворимость Си в твердом растворе на основе Mg (P) мала и при эвтектической температуре 485° составляет 0,55 вес. % Си [41. В работе [5] па основании расчета при температуре 485° указано значение 0,22 ат. (0,61 вес.)% Си. При температурах 600 и 500° приводятся следующие цифры в ат. (вес.)% Си: 0,1 (0,26); 0,22 (0,58) соответственно. Соединение М<?Си2 имеет гранецеитриро- ванную кубическую решетку, параметр а = = 7,064 А [31. Решетка Mg2Cn граиецептрированпая ромбическая, параметры а 5,284 А; Ь = 9,07 А, с = 18,25 А [41. 34
Литература Литература 1. Jones W. R. D.— J. Inst. Melals, 1931, 46, 395— 419. 2. Рогелъберг П. Л. Труды Ин-та «I ппроцветметобра- батка», 1967, пын. 16, с. 82—89. 3. Chatterjee G. P., Mukherjee J. Л., Som К. С. J.— Minos Metals Fuels (India), 1963, 11, IS 1, 12—14. 4. Хансен Af., Андерко К. Структуры двойных сила- вой, т. II. М., Металлургиддат, 1962, с. 637—639. Д. Уие A. S. ЛШЕ Melallurg Soc. Сои!., 7. IS. Y.f Phys. Chem. Pioc. Melallurg, 1П1, p. 613—614. Медь — марганец Диаграмма состояния системы Си—Мп исследовалась методами термического [1—41, металлографического [1, 2, С] и микрорештено- спектралыюго 12, 3J анализов, методами высокотемпературной рентгенографии [5, 6, 7], измерениями твердости, электросопротивления [1] и магнитных свойств [8]. На рис. 28 приведена диаграмма Си—Ми, построенная по данным работ 11, 41. Кривая ликвидуса имеет минимум при —37 ат. % Ми и температуре 870 ± 5Г 19]. Точки ликвидуса и солидуса в области до 37 ат. °о Мп по данным [1] и [2] хорошо согласуются между соПпй. Превращения в твердом состоянии связаны с процессами упорядочения (в сплавах, содержащих 0—30 ат. % Мп) и с аллотропическими модификациями марганца. Твердый раствор (осей, Ум") упорядочивается при содержании ~16 ат. % Мп (МпСи5) и 400 и при —25 ат.% Мп (МиСц3) и 450е [1]. В более ранних исследованиях [8, 9] также было указано на происходящее упорядочение, однако отмечается образование одной фазы. Границы существования твердого раствора, обозначенного (осей, Умп), построены па основании данных металлографического и рентгеновского анализов [101- Растворимость Си в осМт| и Pvtn если и имеется, то незначительная 191. Температура превращения б\т 7^ ymh пРи легировании марганца медью понижается с 1133° до 1098°, при которой иротекает реакция 6|*п(87,5 ат.% Мп) ^ ж (7G ат.% Мп) + Ум» (88,2 ат.% Мп) [41. В системе в твердом состоянии имеет место непрерывный переход от гранецентрированной кубической решетки твердого раствора на основе Си (ас) в грапецентрировапиую тетрагональную решетку -ум» [7, 0]. В работе [6] было установлено, что у^п имеет не тетрагональную, а грапецептрированпую кубическую решетку, и что твердый раствор на основе умп с тетрагональной решеткой является метастабильной фазой. Параметр решетки оссп-фазм при 4 ат.% Ми составляет 3,627 Л [11]. 1. Соколовская Е. М., Григорьев А. Т., Смирнова Е. М.— ЖНХ, 1962, 7, 263С—2638. 2. Schurmnnn /*,., Schulz E.— /. Metallluin(le, 1971, G2, N 10, 758-762. 3. Schurmann Я., Prinz £.—Z. MetaLHuinde, 1974, 63, N 8, 535-539. 4. Hellawell A.. IIume-Rothery W.~ Phi Los. Trans. Hoy. Soc. London, 1957, Л249, N 9G8, 417—459. 5. /wicker U.— Z. Molallkuudc, 1951, 42, 246—253. 6. Basinski /. S., Christian W.— J. Inst. Metals, 1951—1952, 80, N 12, C59—666. 7. Файвилевич Г. А., Равдель М. Я.— В си. трудов ЦНИИЧермот, 1962, 24, с. 204—224. 8. ScJieil £., Wachtel E.— Z. Metallkuude, 1957, 48, 571—582. 9. Хансен Л/., Андерко К. Структуры двойных сплавов, т. П. М., Металлургнздат, 1962, с. 639—643. 10. Dean R. £., Long /.i?., Graham Т. i?., Potter E. V., Hayes E. Т.— Trans. ASM, 1945, 34, 443—463. 11. Гуляев А. П., Трусова Е. Ф.— ЖТФ, 1950, 20, вып. 1, 66—78. Медь — молибден В жидком состоянии Си и Мо образуют область несмешиваемости во всем интервале, концентраций Ц]. В твердом состоянии на основании измерения электросопротивления в работе [2] указано, что при 950° в Мо растворяется около 2,2 ат. (1,5 вес.%)Сн, а растворимость Мо в Си ничтожно мала [1]. Литература 1. Хансен М., Андерко Я. Структуры двойных сплавов, т. И. М., Металлургиздат, 1962, с. 643. 2. Паскин М. У/., Савин А. В., Туманов В, И., Эй- дук 10. А.— Изв. АН СССР. ОТН, Металлургия п топливо, 1961, № 4, 111—114. Медь — мышьяк Диаграмма состояния системы Си—As, представленная на рис. 29, построена па основании работ [1—5], авторы которых исследовали систему методами термического [1—3], металлографического [1—31, рентгеновского [1—4] анализов, а также методом расчета равновесных коэффициентов распределения As в Си [5]. В исследованной области концентраций сплавов (до 50 ат. % As) ликвидус системы состоит из четырех ветвей первичной кристаллизации фаз а; Р (Cu3As); y(Cu6As2); (As). Фаза P(Cu3As) плавится конгруептно при температуре 827° и 26,5 ат.% As [1]. В работе [3] температура плавления |3-фазы указана равной 839 ± 1°. Фаза y(Cu5Ar2) образуется по пери- тектической реакции при температуре 709° [1]. В системе при температурах 685 и 600° кристаллизуются две эвтектики по реакциям ж (18,4 ат.% As) ^ сс(6,85 ат.% As) + р и ж (40 ат.% As) <^ у -\- (As) соответственно [1]. з* 35
te,0ec % /27 20 J0 4/7 SO 4 1 mo ooo m ш 200 1 fl \ж* 4ЛГ ос 1 jU 1 Cufl / J яг П SO 3 ^_ ш* V /0,4 t fts ^ w* /'Ct i П H \Si 1 П ■ &Г L г /1 ^flfls II у NT A «дату и Г I 1 4f\ /+lt\s)\ \ J00" 1 1 1 Cuzfls'(As) Л7 40 SO Рис, 29. Диаграмма состояния системы Си—As [i— 5] При температуре 380° в системе Си—As протекает перитектоидная реакция образования фазы Cu8As [2J: а(6,7 ат.% As) + р ^ Cu8As (11—12,5 ат.% As). При температуре ниже 300° имеет место эвтектоидный распад фазы Cu6As2 на Cu2As и (As) [2]; промежуточных фаз более богатых As нет. Границы существования твердого раствора на основе Си (ос-фазы) определены в работах [4—5] (см. также [61). Кривая солидуса а-фазы на рис. 29 приведена по дапным [5], кривая растворимости построена по данным работы [4], в которой указаны следующие значения растворимости (в ат.% As): 6,8; 6,7; 6,65; 6,1 и 6,0 при 659; 514, 387, 300 и 215° соответственно. Параметр решетки а-фазы составляет а = = 3,6396 А в сплаве с 6,8 ат. % As [4]. Соединение Cu8As имеет гексагональную решетку с параметрами а = 2,588 ± 0,001 А; с = 4,226 ± 0,001 А [2]. Фаза р на основе соединения Cu3As имеет область гомогенности [1, 3], простирающуюся от 25,65 ± 0,15 до 27,35 ± 0,15 ат.% As [3]. Фаза (3 имеет гексагональную решетку, параметры которой с увеличением содержания As изменяются от а — 7,132 А и с = 7,304 А до а = 7,113 А и с = 7,272 А [2]. Фаза у на основе соединения Cu5As2 существует в интервале 30—31 ат.% As Ц] и имеет тетрагональную решетку с а = 7,48 А и с — = 7,12 А [2]. Литература 1. Hutne-Rothery W., Burns /. — Philos. Мац., 1957, 2, N 22, 1177—1196. 2. Heading R. D., Despault G. J. G.— Gauad. J. CWcm., I960, 38, 2477-2481. 3. Ban Бин-Нань, Пикильстя Г. Ф., Лужная II. //., Евфи.човский II. В.у Бабицына А. Л.— Изв. АН СССР, Неорг. матер., 1965, 1, № У, 1476—1483. 4. Given E. A., Rowlands V. W.— J. Inst. Metals, 1949—1950, G6, N 10, 361-378. 5. Kuchar L., he С. Т. Sb. veil. pr. VSB Ostravc. R. hutli., 1972, 18, N 3, 05-76. 6. Хансен М.у Апдерко К. Структуры двойных сплавов, т. 1. М., Метапиургаздат, 1962, с. 179—181. Медь — натрии В литературе имеется указание об отсутст вии соединений меди с натрием [1] Литература 1. Хансен М., Апдерко К. Структуры двойных сплавов, т. II. М., Мита iдургиздат, 19(52, с. 644, Медь — к^одим Диаграмма состояния системы Си—Nd не исследовалась, но сведения о соединениях Си с Nd в литературе имеются [1—5]. Соединение NdCu2 имеет ромбическую решетку типа СеСи2 [1, 2]; параметры решетки следующие [1]: а = 4,387 ± 0,005 А; Ъ -= = 7,059 ± 0,005 А. Соединение NdCu5 [3, 4] имеет гексагональную решетку типа СаСи5. Параметры решетки по данным [3] составляют а = 5,104 ± 0,005 А, с = 4,107 ± 0,005 А; по данным [4J: а = = 5,110 А; с = 4,107 А. Автор работы [5] считает, что более правильной формулой соединения этого состава является NdCu4. Литература 1. Storm А. Я., Benson К. Е.— Acta crystallogr., 1963, 16, 701—702. 2. Sherwood R. С, Williams H. /., Wernick J. П.— J. Appl. Phys., 1964, 35i 1049—1050. 3. Wernick J. H., Geller 5.— Acta crystallocr., 1959, 12, 662—665. 4. Dwight A. E.— Trans. ASM, 1961, 53, 479—500. 5. Гшнейднер К. А. Сплавы редкоземельных металлов. М., «Мир», 1965, с. 153. :«
•с 23U0 Z0 4/7 00 Wi,ff/77 % 00 1 1 1 л tffC *^ж+/7\ /tSJ" г CC / / / / JVS'l i— A / / - / /ffaz- 1 ff/i/mf/ffe I /rpefyff- ще//ие Z00 \ -+- " Си zii JtT fit? Рис. 30. Диаграмма состояния системы Си—Ni [1,8] 00 /0U Медь —'никель Диаграмма состояния Си—Ni представляет систему, в которой Си и Ni образуют непрерывный ряд твердых растворов (рис. 30). Кривые ликвидуса и солидуса были построены методами термического [1, 2] и микрорентгспоспск- трального [2—4] анализов, а также методом расчета, проведенным в работах [5, 0] по термодинамическим константам. В работах [2] и [4] исследованы сплавы в области 70—100 вес.% Ni и 0—20 вес.°о Ni соответственно. Результаты всех указанных работ, как экспериментальных, так и теоретических, хорошо согласуются между собой, по отличаются от дан- пых, приведенных в работе [7]: ликвидус и со- лидус сплавов, определенные в работах [1— С>1, проходят выше соответствующих кривых [71. Равновесие ж +z пар установлено в работе [81, в которой указывается на наличие области расслоения (парообразный и жидкий растворы) при концентрациях 60—100 вес.% Ni. На рис. 31 диаграмма Си—Ni приведена по данным [1.8]. В твердом состоянии имеются превращения, связанные с магнитным превращением в Ni. Ш0[ Ш0 /cW fffiS'X S00 V Си ZU 40 00 00 /00 Рис. 31. Диаграмма состояния системы Си—Nb [1,2] В работе [71 приведены температуры Кюри, определенные методом магнитных измерений и измерения электросопротивления, при легировании никеля медью (пунктирная линия на рис. 30). В сплавах Си—Ni в твердом состоянии отсутствует упорядочение [91. Предположения о существовании соединений CiiNi и CuNi3 [7] пс подтвердились [10]. Все сплавы системы Си—Ni имеют гранецеп- трированную кубическую решетку. Параметры решетки приводятся в работах [7] и [11]. Литература 1. Feist Е. Л., Doheriy Я. D.— J. Inst. Metals, 1971, 99, N 3, 102 — 103. 2. Schurmann Е.у Prinz Д.— 7. Mrtallloindc, 1974, 65, N 8, 535—539. 3. Schurmann £., Schulz E.— Z. MetalLkimile, 1971, 62, N 10, 758—762. 4. Bastow B. D., Kirkwood D. H.— J. Inst. Metals, 1971,99, N9, 277—283. 5. Tarby S. K., Bowker J. C, Stockdale W. L.— J. Inst. Metals, 1972, 100, >J 12, 374—375. 6. PascoeG.. Mackowiak J'.— J. Inst. Metals, 1970, 98, 253. 37
7. Хансен М., Лндерко К. Структуры двойных сплавов, т. 11. М., Металлургиздат, 1962, с. 644—647. 8. Палатнип Л. С, Левченко А. А., Богданова А. Ф., Терлецкий В. Е.— ФММ, 1958, 6, № 3, 540—544. 9. Dahl О., Starke Е. - Z. MctaLlkunde, 1959, 50, 410—412. 10. Шанк Ф. Структуры двойных сплавов. М., «Металлургия», 1973, с. 312. 11. Scholtus N. Л.— Rev. Fac. Ing. Quiin. Univ. Nucl. (Utoral, Santa Fe, Arg.), 1960, 29, 165—172. Медь — ниобий Диаграмма состояния системы Си—Nb во всей области концентраций сплавов зучалась методами термического, металлографического и реитгеноструктурного анализов в работе [1], а также методом электромагнитной сепарацирт, основанным на изотермическом электромагнитном разделении металлических фаз из жидкой фазы [2]. На рис. 31 приведена диаграмма Си—Nb uo данным работы 12]. В верхней части рис. 31 показано строение сплавов по данным [1|. Система Си—Nb представляет собой диаграмму перитсктического тииа. Неритектическое превращение протекает при 1090 ± 2°: ж -f- Р ^ а [2] (в работе [1] для этой реакции указана температура 1100°). Металлографический и рентгеновский анализ показал наличие двух фаз: твердого раствора па основе Си (а) и твердого раствора на основе ниобия (Р) [1, 2]. Отличие данных работы [1] от [2] состоит в том, что в работе [Ц в интервале ~ (20—80) вес.% Nb установлено монотектическое равновесие при 1550°. Растворимость Nb в твердом растворе на основе Си приведена в работах [1, 3], результаты которых хорошо совпадают. При температурах 1100, 1000 и 20° растворимость составляет 1,66; 0,45 и 0,2 вес.% Nb соответственно [1]. Но данным [31 растворимость Nb в Си составляет (ат.% Nb): 0,6; 0,35; 0,3 при 1050, 1000 и 800° соответственно. Растворимость Си в твердом растворе на основе Nb при температуре перитектики составляет около 2 ат.% Си [21. В работе [31 растворимость в интервале 709—1064° определена равной 0,07 ат.% Си. Параметры решеток а- и р-фазы не приводятся. Литература 1. Попов //. А., Ширяева II. В.— ЯШХ, 1961, 6, № 10, 2334—2340. 2. Alltbert С, hriole /., Bonnier E.— С. г. Acad. sci. Paris, 1969, С268, N 18, 1579-1581. 3. Шанк Ф. Структуры двоыпых сплавов. М., «Металлургия», 1973, с. 312. 38 Медь — олово По исследованию диаграммы Си—Sn имеется большое количество работ, данные которых, в основном, суммированы в [1] и представлены на рис. 32. Более поздние исследования касались определения границы растворимости а — твердого раствора на основе Си [2], положения ликвидуса и солидуса сплавов, содержащих до 15 ат.% Sn [31, и исследования структуры и периодов решеток отдельных фаз [4—7]. Ликвидус системы Си—Sn, определенный методом термического анализа, состоит из шести ветвей первичной кристаллизации фаз а, р, -у» е, I] и Sn. Помимо указанных фаз в системе найдены еще две фазы £ и 6, которые образуются вследствие превращений, имеющих тесто в твердом состоянии. При температурах 798, 755 и 415° протекают перитектические реакции образования Щ y-t ц-фаз: соответственно ж (15,5 ат. °6 Su) 4- + а(7,7ат. % Sn) ^ 0(13,1 ат. %Sn); ж(19,1 ат. % Sn) + Р(~ 10,5 ат. % Su) ^ у(~ 17 ат. 96 Sn); ж (86,7 ат. % Sn) + е(25 ат. ?oSn) ^ п(43,5 ат. % Sn). При температуре 227° имеет место эвтектическое превращение: ж(98,7 ат. % Sn) ^± т] + Sn. Данные о растворимости а-фазы определены на основании металлографических [2, 3J и рентгеновских [2] исследований. Эти результаты хорошо совпадают с данными [1]. Кривая растворимости имеет ретроградный характер. Но данным рентгеновского анализа растворимость Sn в Си составляет ат. (всс.)°о Sn: 0,7(11,9); 0,5(11,4); 5,7(10,10) при 350, 250, 150° соответственно 12]. Согласно результатам металлографического анализа граница растворимости проходи г через составы сплавов 8,7(15,10); 9,1(15,80); 7,7(13,50); 7,3(12,80); 5,7 (10,10) ат. (всс.)% Sn при температурах 700, 550, 400, 350 и 250 соответственно^ [2]. Фаза Р существует при температурах между 798 и 580° в узкой концентрационной области (наибольшая протяженность ее составляет ~ 3 ат. % при 755 ). При температуре 580~ фаза Р претерпевает эвтектоидпый распад: р (14,9 ат.% Sn)^?a (9,1 ат.% Sn) -\ у(~ 1С, нт. % Sn). Область гомогенности у-фазы находится в интервале температур 755—520°. При 520 фаза у распадается по автектоидпой реакции: у (16,5 ат.% Sn)^ a (9,1 ат.% Sn) r 6(20,5 ат. % Sn). При температуре 040° 7_Ф*'-*а претерпевает превращение: у ^ е + ж (43,1 ат. % Sn). При температуре 070° имеет место превращение у ^ г. Фаза е имеет небольшую область гомогенности, при 040° наибольшая ширина ее 1,5 ат.% Sn. Фазы £ и 6 образуются по пери-
'С | f000 000 000 tifjn VL/L/ Ж /и \гт* \ж+сс \ //7 Jff 1 1 1 tu 1 \ 7УЯв \ ^Ж^З 7'' 1 1 1 М X II \\\'"у 4Л ее 1 1 \г Ж х"о || SSUf w Mr' 1 /#,л г ~~L i 1/1 г *7 ' "*Ы / 1 | 1 1 ie 00 l 1 Г e+Y 00 \ 4^ J/ cW^ 4£f ft *«,? \' J Г7 00 1 ' 4/J* JW+fi 227° *fif° M Sn/M. 7c i _7*Sn _j J7*Sn .wf *5n_ \ I Л57 23Z° /0 Z0 Jff 40 Рис. 32. Диаграмма состояшш системы Си—Sn [1] тсктоидиым реакциям при GiO и 590" соответственно, а затем претсриевают эвтектоидпый распад при 582° (распадается £-фаза) и при 350° (распадается б-фаза): £ ^± б + е; б ^ ^ан е. Фаза £ имеет узкую область гомогенности в интервале (340—582°, а фаза б — в интервале 590—350°. - Растворимость Си в Sn в твердом состоянии при эвтектической температуре составляет 0,01 ат. (0,(ЮК всс.)°о Си [1J. S0 00 70 00 ff0 fOD Sx\,a/77. % Параметр решетки а-фазы определен в работе 121, он увеличивается от 3,072 Л (при 150— 250°) до 3,707 А (при 550—700°). Фазы Р и у кристаллографически подобны, имеют объемиоцентрированпые решетки UJ. Кристаллическая структура б-фазы относится к структурному типу у-латупи. Фаза б является электронным соединением с электронной концентрацией 21/13 и соответствует формуле Cu31Sn8 при 20,6 ат. % Sn [11. Параметр решетки ^б-фазы при 25° а = 17,9550+ 0,0003 А [41. 39
'0 Z0 30 40 J0 0/7 70 00 00 Pd., бес % /Ш /000 000 200 Рис. 33. Диаграмма состояния системы Си—Pd [3,4] В работе [7] методом электронографии идентифицирована ранее неизвестная 6'-фаза, структура ее кубическая с а = 17,34 А. Фаза £ имеет гексагональную решетку, параметры которой а = 7,331 А, с = 7,870 А; предполагаемый идеальный состав Cu20Sn6 — 23,08 ат. (35,92 вес.) % Sn [1]. Фаза е базируется на соединении Cu3Sn (38,37 вес. % Sn), имеет ромбическую решетку. Структуру е-фазы рассматривают и как сверхструктуру на основе гексагональной решетки, параметры указаны в работе [1]. Состав фазы ц соответствует соединению Cu6Sii5 — 45,45 ат. (60,89 вес.) % Sn. Фаза н упорядочивается при температурах 189—180° [1J. В работе [5] установлено, что упорядочение в решетке наблюдается лишь вдоль оси с, при отом параметры элементарной ячейки а = = 4,18 Л; с = 25,20 А. Литература 1. Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов, т. II. М., Металлургиздат, 1962, с. 676—681. 2. Токсеитова Р. К., Ваимбетов #., Черноусова К. Т., Пресняков А. А.— В кн.: Свойства цветных металлов и сплавов, т. II. (Труды Ин-та ядерной физ. АН КазССР). Алма-Ата, 1970, с. 103—116. 3. Bastoin В. Л., Kirkwood D. П.— J. Inst. Melals, 1971, 99, N 9, 277—283. 4. Knodler //.— Metall, 19G4, 18, 1172—1177. 5. Goria G,— Mctallurgia ital., 1956, 48, 358—360. 6. Andresen Л. F.—Trans. AIME, 1958, 212, 259— 260. 7. Mitsuishi Т.— J. Phys. Soc. Japan, 1961, 1G, 453— 455. 00 00 Pd, am. % /00 Ч,Ш. % Медь — осьмий Диаграмма состояния Си—Os не исследовалась. В работе [1] на основании измерения электросопротивления богатых медью сплавов указывается, что растворимость Os в Си в твердом состоянии крайне мала. Литература 1. Хансен Л/., Андерко К. Структуры двойпык сплавов, т. II. М., Металлургиздат. 1962, с. 650. Медь — палладий Сплавы системы Си—Pd при кристаллизации образуют непрерывный ряд твердых растворов, а в твердом состоянии имеет место образование упорядоченных структур [1]. Диаграмма состояния Си— Pd исследовалась методами термического [2] и рентгеновского [2—5] анализов, измерением электросопротивления [2—5] и магнитной восприимчивости И, Г>| (см. также flj). На рис. 33 приведена диаграмма Си—Pd, построенная по данным работ [2, 3]; отделыго показано строение сплавов в твердом состоянии, предложенное авторами [4]. В работах [2, 3] указывается, что упорядоченные структуры базируются на теоретических составах PdCn3 (йЗ,89 Bec.%Pd) и PdCu (62,68 вес. % Pd). Первое превращение протекает в сплавах, содержащих от — 10 до немногим более 2Г> ат. % Pd. При 15—20 ат. % Pd на кривой упорядочения имеется плоский максимум, соответствующий температуре — 500°. В области состава PdCu3 различают два типа упо- 40
рядочеп1Ш\ структур. Сплавы, лежащие в области а", имеют грапецентрированную кубическую решетку, а лежащие в области а' —тетрагональную решетку [3]. В области упорядоченной структуры PdCu температурный максимум (при — 600°) не совпадает с идеальным составом PdCu, а находится вблизи 40 ат. °6 Pd [2, 31. Но данным рентгено- структурпого анализа [GJ температура превращения порядок ^± беспорядок у сплава с 40,3 ат. % Pd составляет 600 ± 7°. Интервал концентраций, охватывающий это превращение, лежит в области составов от немногим менее 30 ат. % Pd до ~ 55 ат. % Pd. Область максимального порядка р граничит с областями, в которых присутствует как упорядоченная фаза |3, так и неупорядоченный твердый раствор а [31. Однако такое строение диаграммы, которое показано на рис. 33, не является еще точно установленным. Авторы работы [4] предложили другой вид диаграммы состояния в области упорядочения (рис. 33, справа). Этот вид диаграммы характеризуется наличием эвтектоидного равновесия между фазами |3 и а' на основе PdCu и PdCu4 (вместо PdCu3). Другое отличие от данных [3] состоит в том, что все сплавы области а' имеют тетрагональную решетку. В работе [7] на основании определения термоэлектрических свойств сделан вывод о том, что упорядоченными фазами в системе являются PdCu6 и Pd3Cn5. Сведения о параметрах решеток сплавов по всей системе приведены в работе [81, которые хорошо согласуются с данными [1J. Фаза а" имеет грапецентрированную кубическую решетку типа AuCu3 с теми же периодами, что и » неупорядоченном состоянии [1, 3]. Фаза а' имеет тетрагональную решетку с соотношением осей с/а = 0,986 (а = 3,714 А) [31. Фаза Р имеет объемноцептрированную решетку типа CsCl [1, 3]. Литература 1. Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов, т. II. М., Мгталлургиздат, 1902, с. 655—658. 2. Taylor Л.— J. Insl. Metals, 1934, 54, 255—272. 3. Jones F. И7., Sykes C— J. Inst. Metals, 1939, 63, 419—433. 4. Jaumot F. £"., Sawatzky A,— Acta mctallurff., 195G, 4, N 2, 118-126. 5. Jaumot F. F., Sawatzky A.— Acta mctallurg., 1956, 4, N 2, 126—144. 6. Oriani i?., Murphy W. K.— Acta mctallurc., 1962, 10, N 9, 879-885. 7. Рудницкий А. А%— ЖНХ, 1956, 1, 1305—1321. 8. Guadagno J. R., Orr Я. L., ffultgren R,— Tcclm. Rept AROD, 1961, 22872—13 (AD 264353). fffZffMtff SO OO 7(7 00 OO /OOO njec.% /200 000 Ш\л 20 40 OO OO ГОО Vt,tfffr. % Pnc. 34. Диаграмма состояния системы Си—Pt [1,2] Медь — платина Ликвидус системы Си—Pt исследован до 43 ат. (70 вес.) % Pt, а превращения в твердом состоянии — во всей области концентраций сплавов, методами измерения электросопротивления, температурного коэффициента сопротивления, параметров решеток. Данные различных исследователей проанализированы и суммированы в работе [1]. На рис. 34 приведена диаграмма Си—Pt согласно [1,2]. Силавы Си—Pi при кристаллизации образуют непрерывный ряд твердых растворов. В твердом состоянии сплавы образуют упорядоченные структуры в очень широком интервале концентраций. Наиболее надежные результаты получены в работе [2], из которой следует, что наивысшая степень упорядочения достигается при 22,5; 50; 72,5 и 86 ат. % Pt, что соответствует упорядоченным структурам PtCu3, PtCu, Pt3Cu и Pt7Cu (см. рис. 34). В работах [3, 4] обнаружено существование двухфазных областей, включающих совместное присутствие неупорядоченной и упорядоченной структур, в сплавах области PtCu. На вставке рис. 34 показаио строение грашщы двухфазных областей по данным [3]. 41
W 20 J J 4J J0 J/7 7/7 J/7 J0 P\L,JiT- % /000 JJJ JJ/7 ш v 200 1 1 ' 1 Vw^Pi г ms V zs Cu+PuCu6 (ж* Putu, 4- "*" 1 3 1 3 1 O. 1 + 1 =* 1 с-э 1 a- 1 "1 Г " " "Г 1 PuGmA i -.щ? <fty* \i !й7 РиСи^ + +РиСи2 «wPuCuj "1 ■ ■ " г к ч. РиСиг+£ / РиСиг* ^ РиСиг+^ РиСи2+^ РиСиг^ PuCuz+tf Т _ ~1 ж 1 S2S° Ш° Ш° J/S" 2/S° /22° V JtC+£ I M.S ftfq l£ И Си //7 20 J0 40 J0 J0 70 J0 J0 /00 Рис. 35. Диаграмма состояния системы Си Ри [2] Сведения о параметре решеток разупорядо- ченных твердых растворов приведены в работах [1, 4]. Соединение 1ЧСи3 имеет граиецеитрирован- ную кубическую решетку сверхструктуры типа AuCiig [II. Упорядочепные фазы PtCu, Pt3Cu u Pt7Cu имеют одинаковую решетку (элемента1шая ячейка содержиг 32 атома) с параметром в 2 раза большим, чем для решетки разупорядочеп- ного твердого раствора. ->ти три решетки непрерывно переходят одиа в другую ([21, см. также [1]). 42 Литература 1. Хансен, Af., Андерио Я. Структуры двойных сплавов, т. П. М., Металл уршздат, 1962, с. 659—662. 2. Schneider A., Esch V.— Ъ. Eloktrochcm., 1944, 50, 290—301. 3. Assayag P., Dode M.— С. г. Acad. sci. Paris, 1954, 238, 762-764. 4. Шапп Ф. Структуры двепшых сплавов. М., «Металлургия», 1973, с. 314. Медь — пл>топни Диаграмма состояния системы Си—Ри во всей области концентраций сплавов исследовалась в работах [1—3] с помощью дифференциального термического и рентгеновского анализов. Система характеризуется наличием четырех соединений, два из которых Pu4CuI7 и PuCu2
плавятся конгруеитио при температурах —1000 и —900° [2], а два других PuCue и PuCu4 образуются по пернтектическим реакциям: ж + Pu4Cu17 ^± PuCu6 и ж -\- Pu4Cut7 ^ г± PuCu4 при температурах —950 и —900° соответственно [2]. На рис. 35 диаграмма Си— Ри приведена согласно работе [2]. В системе протекают три эвтектических превращения. При температуре 885° и содержании Ри в эвтектической жидкости 9,5 ат. % кристаллизуется эвтектика: ж ^ Си + РиСи6. Эвтектика PuCu4 + - PuCiio кристаллизуется при 870° и содержании 30 ат. °о Ри; третье эвтектическое превращение имеет место при 025° и 93,5 ат. % Ри: ж .— РиСи2 + е. Данные работы [31, в общем, совпадают с данными работы [2]. Отличие состоит в определении формулы наиболее богатого медью соединения. Авторы работы [3] указывают, что в равновесии с медью находится соединение Pu2Cun. Некоторые различия имеются и в температурах образования соединений и температурах эвтектических реакций. Растворимость Ри в Си в твердом состоянии не определялась; максимальная растворимость Си в твердом растворе на основе Рп (е) составляет около 3 ат. °6[2, 31. В соответствии с диаграммой, приведенной на рис. 35, при температуре 450° происходит эвтектоидпое превращение t ^ 6' f PuCu2, концентрация эвтектоидной точки составляет ~1,5 ат.% Си. Температуры нонвариантпых превращений, связанные с полиморфизмом плутония, следующие: а^р —122; 0 z+ Г - 215°; у ^ ^ б - 315°; б z* о' - 425° [21. Соединение PuCue обладает ромбической решеткой типа СеСис с параметрами а = - 8,050 ± 0,003; Ь 5,025 ± 0,003; с = 10,059 ± 0,006 А [2]. В работе [4] установлено существование соединения, богатого медью, с ромбической решеткой и делается предположение, что это соединение имеет формулу PuCu6. Соединение PuCu2 имеет ромбическую решетку, изоморфную с СеСи2 [4]. Данные о структуре других соединений не приводятся. Литература 1. ЛочварА.А., Копобеевский С. Т., Кутайцев В. И., Меньшикова Т. С, Чеботарев И. Т. Труды II Международно ik конференции по мирному использованию атомной энергии. Доклады советских ученых. Т. 3. Ядерное горючее п реакторные метаемы. Атомиздат, 1959, с. 376-395. 2. Кутайцев В. //., Чеботарев //. '/'-, Андрианов М. А.ч Конев В. П., Лебедев И. Г.ч Багрова В. Я., Везносикова A. J?., Круглое А. А., Ветров П. /У., Смотрицкая Е. Г.— Атомная энергия', 1967, 23, вып. 6, 511—519. /О 20 30 4D SO 3D 7U SO SO Vrttec % /U 3D JO 70 Pr, am % Puc. 36. Диаграмма состояния системы Си—Рг [1] 3. Bhinehammer Т. В., Eller D. Я., Jones L. U,— In: Plutonium, 1960. Grison E., Lord W. В. IL, Fouler K. 1). (Eds). London, Cleaver-IImne Press, 1961, p. 289—300. 4. Wittenberg L. /., Grove G. В.— U. S. Atom. Energy Conim., MLM-1244, 1964. Медь — празеодим Диаграмма состояния системы Си—Рг была исследована методами термического, рентгеновского и микроскопического анализа сплавов, охлажденных из расплавленного состояния [1]. На рис. 36 приведена диаграмма состояния Си— Рг по данным работы [1]. В системе обпа- ружено четыре металлических соединения, два из которых плавятся конгруеитио (PrCu6 и PrCu2) при температурах 962 и 841° С, соответственно, а два — РгСи4 и РгСи образуются по пернтектическим реакциям: ж (—42,5 вес. % Рг) + Pr€u6 ^ PrCu4 (при 824° С); ж{~77 вес.% Рг) + РгСп2^ РгСи (при 563° С). В системе протекают три эвтектических превращения: ж(7,5 ат.%Рг) ^ Си + PrCu6, при 891° С; ж(27 ат.%Рг) ^ РгСн4 + РгСи., при 792° С; ж(68 ат.% Рг) ^ РгСи + Рг, при 472° С. Растворимость празеодима в меди и меди в празеодиме не определялась. Авторами работы [2] идептифицир°вано со~ единение РгСи5. Указано, что его решетка гексагональная типа СаСи5 с параметрами а = = 5, 122 А, с - 4,109 А. Соединение РгСи6 (26,99 вес. % Рг) имеет орторомбическую решетку типа CeCus с пара- 43
ZZOO °C 1600 1400 WOO BOO у -<-— l^>^^ JH> У /1 QJ (Cu)WRh) I Cu Zi7 VZ7 60 Рис. 37. Диаграмма состояния системы Си—Rh [2] 60 100 Rh, я/77.7* метрами а = 8,101 А, Ь = 5,081 А и с = = 10,140 А [3]. Решетка соединения РгСи2 ромбическая типа СеСи2 [4, 51 с параметрами а ■= 4,400 ± ± 0,005 А, * = 7,024 ± 0,005 А, с = 7,435 ± ± 0,005 А [4]. Соединение РгСи кристаллизуется в некубической решетке [01. Литература 1. Canneri С—Metallurgia ital., 1934, 26, 869—871. 2. Duright A. Е.— Trans. ASM, 1961, 53, 479—500. 3. Савицкий Е. М., Терехова В. Ф. Металловедение редкоземельных металлов. М., «Наука», с. 103. 4. Storm А. Д.. Benson К. Е,— Acta crystallogi., 1963, 16, 701-702. 5. Sherwood R. С, William H. /., Wernick J. #.— J. Appl. Phys., 1964, 35, 1049—1050. 6. Гшнейднер К. А. Сплавы редкоземельных металлов. М., «Мир», 1965, с. 152. Медь — реиий Авторами работы [1] была сделана попытка сплавить Re и Си при температурах до 2175°, которая оказалась безуспешной. Авторы работы [21 пытались получить растворы Re в Си. Ими был сделан вывод, что растворимость Re в Си составляет не более (1—2)- •ю-*%. Литература 1. Holland-Nell U., Sauerwald F.— Z. anorg. CLem., 1954, 276, 155—158. 2. Knock В., Star W. M., Van Rongen II. J. M., Van Den Berg £.— J. Pbysica, 1964, 30, 1124—1130. Медь — родий Диаграмма состояния системы Си—Rh исследовала методами термического, микроструктурного, рентгеновского анализов и измерения твердости [1—3]. Результаты исследования были представлены авторами работы [1] в виде диаграммы перитектического типа с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии но небольшому числу данных, полученных, по-видимому, на неравновесных сплавах вышеупомянутыми методами. Температура пернтектического превращения указана около 1100°, перитектпческая точка — около 28 ат. % Rh, а образование первичных твердых растворов примерно при 0—20 и 1Ю— 100 ат. % Rh. 71 При температуре 800° границы твердого раствора на основе Си и Rh лежат при 20 и 90 ат. % Rh, соответственно. Кроме того, указывалось на существование упорядоченных фаз при 50, 75 и, возможно, при 25 ат. % Rh с параметром ГЦК решетки для соединений RhCu и Rh3Cu таким же, как для твердого раствора на основе Rh, m **} На рис. 37 показана диаграмма состояния системы Си—Rh, полученная авторами работы [2] методами микроструктурпого и рентгеновского анализов. При температуре 1200° Си и Rh образуют между собой непрерывный ряд твердых растворов, который расслаивается на два твердых раствора на основе Си и Rh при понижении температуры. При 1000° область расслоения расположена в интервале 35—75 ат. % Rh, а при 000° — в интервале 23—93 ат. % Rh. Рентгеновские данные работы [3] по измерению параметров решеток показали, что границы твердых растворов на основе Си и Rh при 000—800° лежат при 9,2 и 81,5 ат. % Rh. Этим же авторам [3] удалось быстрой закалкой расплава получигь непрерывный ряд метастабильных твердых растворов, что говорит в пользу диаграммы состояния, предложенной в работе [2]. Литература 1. Звягинцев О. Е.ч Бруновский Б. К.— Изв. сект, платипы Ип-та по изучению платили и других благородных металлов, т. 12. М. —Л.. Изд-во АН СССР, 1935, с. 37-66. 2. Raub Г/i.., Roschel Е.ч Menzel D., Gadhof Л/.— Ме- tall, 1971, 25, N 7, 761—762. 3. Zuo П. L., Duwer P.— J. Iess-Common Metals, 1964, 6, 248—249. Медь — ртуть Диаграмма состояния системы Си—Hg была описана в общих чертах как гипотетическая фазовая диаграмма в работе [1] на основании результатов термического и микроскопического анализов. В этой системе предполагалось наличие трех промежуточных фаз, разлагающихся в про- 44
цессе плавления при 150, 115 и 9(5°, причем надежно доказанным считалось существование фазы Cullg (точка плавления 96е), а две другие фазы, более богатые медью, не удалось идентифицировать. Данные ряда авторов о составе н количестве промежуточных фаз, проанализированные в работе [21, противоречивы. Так, некоторыми авторами при применении высокого давления из богатых ртутью амальгам были выделены фазы, близкие по составу к Cn3Hg.>(67,84Bec.% llg) [2J и CuIIg (75,95 вес.% llg) [3], а в других работах [2| при измерении электродвижущих сил ин- термегаллических фаз обнаружить не удалось. Результаты рентгенеструктурного анализа [21 указывают на существование только одной промежуточной фазы, имеющей структуру, очень сходную со структурой *у~латУни (тип D8.,) и по составу, близкую либо к CuJ^[42^,86-42,98 ат. (70,31—70,53 вес.)% llgl. либо к CuHg [48 ат. (74,5 вес.) °о Hgl. Параметр решетки единственной промежуточной у-фазы постояне1г — 9,418—9,420 или 9,425 А, поэтому область ее гомогенности узка. На рис. 38 приводится диаграмма состояния системы Си—llg, построенная методами дифференциального термического и рентгеновского анализов, но данным работы [3]. В системе наблюдается широкая область несмешиваемости в жидком состоянии в интервале концентраций от 15 до 85 а г. °6 llg. Монотектическая реакция расслоения жидкости на два несмеши вающихся слоя протекает при температуре 660° С. В конденсированной системе Си—fig образуется только одно нптерметаллическое соединение [31 состава Cu-Hg6 по перитектичес- кой реакции ж -\- aru ^ Cu7IIg6 при температуре 128 ± 2°. Структура интерметаллической фазы ромбоэдрическая, подобная у-латупи. Ее пространственная группа ПЗт, псевдокубическая решетка с а = 9,4024 ± 4 А, а = = 90,425° [4]. В работе [3] приведепа также кривая растворимости ртути в меди. При монотектической температуре 660° в меди растворяется около 5 ат. % Hg, при 600° — 4 ат. % Hg. Данные по растворимости Си в Hg при комнатной температуре [51 согласуются с приведенными в работе [2] [0,01 ат. % (0,0032 вес. %)1. Растворимость Си в жидкой Hg в интервале температур 550—20° С изменяется по данным работы [61 от 3,60 до 0,006 ат. %. Литература 1. Татапп С, Stassfurth Т.—Z. anore. Chera., 1925, 143, 357-376. 2. Хансен М.ч Лндерко К. Структура двойных сплавов, т. II. М.. Металлургиздат, 1962, с. 631—633. IUU 1 W00 600 \ 600 ЧОО 200 \ ж2 + & (XJ 660° 1 1 av-Cu7Hg6 1 1 ж Г +Ж2 JtCf + CX. 128° —-^ ^^^О «wy-*-Cu7Hgg I I \\ 1 Си 20 60 100 ЦО 60 1 Рис. 38. Диаграмма состояния системы Си—llg [3] 3. Lugscheider f\, Jangg G.— Z. Metallkunde, 1971, 62, N 7, 548—551. 4. Lindahl 7\, Westman S.— Acta chem. scand., 1969, 23, 1181. 5. Spengler #.— Metall, 1958, 12, 105—113. 6. Jangg G.y Palmann II.—Z. Metallkunde, 1963, 54, 364—369. Медь — рутений Измерение электросопротивления богатых Си сплавов показывает, что растворимость Ru в Си в твердом состоянии «исчезающе мала» (после отжига при 900°) [1]. Литература 1. Linde /. О.— Ann. Physik, 1932, 15, 231—248. Медь — самарий Диаграмма состояния системы Си—Sm полностью исследована в работах [1—31 и частично в работе [4] методами дифференциального термического, микроструктурного, рентгеновского [1—41 и локального электропномикроско- пического анализа [31. Данные этих работ отличаются количеством химических соединений, 45
5mCu6 5mCu5 SmCu^ SmCu rzffffV 000 V 400 r- Cu /0 /^ «*У rTf1 4 40 J0 am, я/я. *; 00 70 0000/i —1 | 1 I I « 1 1Ж+ Cu L >w Ж+ SmCug A \, J\ L_ u» 3 «-Э ~ E u in Г ? ;" * со " "" 1 1 ^мс+Smbis jv'Sm / ^W «atf>5mCu2 \/ «>i тл SmC 1Л =1 CO й 4* 1 \ «w^SmCu / K\ A /J ^ l 1 *-° ^ 1 CO | * 1 <-3 ё CO L CO + =* CO E CO 1 itf ^/7 00 00 Sm, ifc*. % Рис. 39. Диаграмма состояния системы Си-Sm [1] эвтектических, перитектических реакции и их температурами. Па ])ис. 3D приведена диаграмма состояния Си—Sm по данным работы Ц]. Система характеризуется паличием четырех интерметаллических соединеппй, три из которых SmCu6, SmCu2 и SmCu образуются нз расплава при температурах 975, 805 и 790' С, соответственно, а одно — SniCu5 по перитектической реакции ж + SmCue ^± SmCu5 нри 8(Ю° С. Б системе Си—Sm обнаружено четыре эвтектических превращения, протекающих по реакциям ж^± Т± Си + SmCu6 (при 890° С), ж ^ SmCu5 + + SmCu2 (810 С), ж z* SmCu2 + SmCu (720° С) и ж т± SmCu + Sm (575° С). В работе [3] кроме соединений, указанных в [1, 21, обнаружено еще одно интерметаллическое соединенно — SmCn4, образующееся по перитектической реакции ж + SraCu5 ;=? SmCu4 при температуре 880° С. Так же по перитскти- чеекпм реакциям образуются еще два соединения SmCu5 и SmCu: ж + SmCue ^t SmCu5 (927° С) и ж + SmCu2 ^ SmCu (735° С). Остальные два соединения SmCu6 и SmCu2 плавятся, как и но данным [11, копгруептио, но при температурах 944 и 8П0( С (вместо 975 и 865 С по [1]). В системе притекают не четыре, как в [1], а три эвтектических превращения по 7реакциям: ж (9 ат. % Sm) ^ Си + SmCue (882^ С), ж (28 ат.°0 Sm) ^ SraCu4 + SmCu* (818° С) н ж (71 ат.% Sm) ^ SmCu + Sin (597° С). В работе [41 отмечено, что соединение SmCu образуется но перитектической реакции, как и ио данным [31, а нри 78,9 ат. (87 вес.) % Си и при температуре 590°С протекает эвтектг ческая реакция ж т^. SmCu -)- asm- Sm и Си в твердом состоянии практически не растворяются друг в друге III; например, растворимость Си в as,,, составляет 0,47 ат. (0,2 вес.)°о [4J. Решетка SmCu кубическая типа CsCl [4, 51, а - 3,52 ± 0.002 А [2, 5]. У SmCu2 [0, 71 ОЦ ромбическая решетка тина CeCu2, a = 4,360 ± 0,005 А, Ь - 0.925 ± 0,005 А, с - -= 7,375 ± 0,005 А [(>]. Решетка SmCu4 гексагональная типа CaZiu с а = 5,074 Ане = 4,099 А [21. Соединение SmCu5 имеет гексагональную решетку типа Cadi-, 18, 91 с параметрами о — = 5,071 А, с = 4,151 А [II, либо а = 5,074 ± ± 0,005 А, с = 4,099 ± 0,005 А [81, с/а = 0,808. Решетка SmCnG орторомбическая типа CcCue, а - 8,060, Ь 5,034, с ■= 10,049 А [91. Литература 4. Торчинова Р. С, Терехова В. Ф., Савицкий Е. М.— В сб.: Редкоземельные металлы, сплавы и соединения. М., «Наука», 1973, с. 10G. 2. СавицкийЕ. Л/., Терехова В. Ф. Металлоподенне редкоземельных металлов. М., «Паука», 4975, с. 401. 3. Kuhn К., Perry А. Г— Met. Sci., 4975, 9, N 7, 339— 344. 4. Copeland ЛГ, Bato H.— In: TMiysics and Materials Pmblems of Нас tor Control Hoads. Vienna, IAEA, 1904, p. 295-347. Dvwez P.— J. Appl. Phys., A'. E.— Acta crystallo^r., 5. Chao С. C, Zuo И. Л-, 49(34, 35, 257—258. 0. Storm A. 7?., Benson 1903, 16, 701—702. 7. Sherwood /?. C, Williams H. /., Wernick J. II.— J. Appl. Pliys., 19G4, 35, 1049- 1050. 8. Halszko S. E.— Trans. AIME, 4960, 218, 763. 9. Buschow K. 11. I. e. a.— Acta crystallogr., 1971, 27u, N 6, 1085. Медь — свинец Диаграмма состояния системы Си—РЬ по данным разных авторов, систематизированным в работе [11, характеризуется наличием моно- тектического и эвтектического превращений. В работе [11 приводятся температуры моно- тектикн — от 949 до 957° С; составы монотек- тическон точки: ЗГ> вес. (14,7 ат.), 38 вес. (15,8 ат.), 40 вес. (17 ат.) и 52 вес. (24, 9 ат.) % Ph; составы расплава, богатого РЬ; при монотекти- 46
ческой температуре: 77 вес. (50,7 ат.), 85 вес. (63,0 ат.), 8(),5 вес. (66,4 ат.), 87 пес. (67,2 ат.) и 92, 7 вес. (79,5 ат.) % РЬ. Данные о протяженности области несмешиваемости в жидком состоянии выше температуры 954° очень противоречивы. В работе [2] измерением зависимости электросопротивления от температуры найдено, что критическая точка па кривой растворимости лежит намного выше 1500°, в работе же [3] на основании химического анализа составов двух расплавов, находящихся в равновесии при 954, 975, 1000 и 1025 С, сделано заключение, что критическая точка замкнутой кривой растворимости находится около 04,5 вес. (35,8 ат.) % РЬ и 1025 ° С, т. е. только на 70° выше монотектической температуры. Данные работ [4, 5], полученные методом химического анализа [41 и электросопротивления [5|, подтверждают результаты работы [3], критическая точка расположена около 65 вес. (36,3 ат.) °о РЬ и 1000 С. В работе [(>] измерением давления паров РЬ в зависимости от содержания компонентов установлено, что температура области несмешиваемости должна лежать между 1200 и 1100°. А в работе [71 показано, что максимальная температура области несмешиваемости составляет около 1000 С. В работе [8] значение критической точки лежит ниже 1100°. Таким образом, ряд приведенных данных последних лет дает возможность не принимать во внимание исследования работы [21, указывающие па круто поднимающиеся границы области несмешиваемости. На рис. 40 показана диаграмма состояния системы Си—РЬ, полученная методом термического анализа [91. Критическая точка здесь лежит при температуре 990° и 63 вес. (34,3 ат.)% РЬ, а область несмешиваемости при монотектической температуре (954—955° С) простирается от 37 до 86 вес. (15,3-65,3 ат.)°о РЬ. Данные термического анализа хорошо подтверждаются методом микроскопического анализа сплавов системы Си—РЬ [10]. Установлено, что при монотектической температуре (955 ± ± 0 5°) протяженность области несмешиваемости составляет 37,8-85,2 вес. (15,7-63,8 ат.)% РЬ. Там же [10] приведены доказательства низкой критической температуры (около 990°). А в работе [11] подтверждено, что монотекти- ческая температура равна 954° С. Диаграмма состояния системы Си—РЬ, построенная недавно с привлечением термодинамического расчета сплавов в интервале 955—1200° С, близка к изображенной на рис. 40 [12]. Монотекти- ческая реакция происходит при 955^ С в интервале 27—78,2 ат.% РЬ, критическая точка области расслоения расположена при 1008,16°С и 56 ат.% РЬ. Pb,fcc.°/o 10ШОЧО50 60 70 ВО 90 I 1 •Ф+Ч I 1 'I ЧП ■ 1 200 Си 10 ZO 30 ЧО 50 60 70 ВО 90 700 РЬ^.77.% Рис. 40. Диаграмма состояния системы Си- РЬ [9] Эвтектическая точка лежит около 0,06 вес. (0,18 ат.)°о РЬ и 326° С ИЗ, 14].^Этот состав эвтектики подтвержден в работе [71- Данные же работы [151 о содержании в эвтектике 0,11 вес. ?о РЬ (вместо 0,06 вес. %) не подтвердились. В работе [13] была тщательно определена часть линии ликвидуса между монотектической температурой и температурой плавления РЬ, т. е. в интервале 950—326° С. Эта кривая растворимости пересекает монотектическую горизонталь около 67 ат. (87 вес.) % РЬ. Растворимость Си в жидком РЬ по данным [13] подтверждена для температурных интервалов 326—560° С [11], 370-7U70 [151, 410-510° [16], 425-825° [17] и 337-446° С [18]. Оценка растворимости РЬ в Си в твердом состоянии выше 600° С сделана на основании микроскопически* и рентгеновских исследований: не более 0,09 ат. (0,29 вес.) % РЬ [19]. Растворимость Си в РЬ в твердом состоянии, изученная авторами работы [1], составляет менее 0,007 вес. %. Там же обнаружено, что в электролитически осажденных сплавах Си—РЬ в твердом состоянии в Си растворяется 10— 12 вес. (3,3—4 ат.) % РЬ. Литература 1. Хансен ЛГ-, Андерко /Г. Структуры двойных сплавов, т. II. М., Металл у рпидат, 1902, с. 652—655. 2. Вогпетапп Л'., Wagenmanti К.— Ferrum, 1913— 1014, 11, 201 293. 3. Friedrich Д., Warhlert Л/.— Mctall und Erz, 1913, 10, 578 586. 4. Bruesemeister S. Z. Metallkundc, 1931, 23, 226— 228. 5. Bish Д. F.- Tiaiis. AIME, 1952, 194, 81-82. 47
CuzSe CujS^ CuSe /-Cu3SE2^AuZ->rSC JL Cu3Sez^Cu5e ^-Cu3SCz^Cusc ^ bt,am. % Рис. 41. Диаграмма состояния системы Си—Se [1] 6. Авдеев М. А., Миллер О. Г.— ЖНХ, 1958, 3, 921 — 923. 7. Szkoda F.— In: Zesz. uauk politeclm. Czestochow. Met., 1962, N 7, 13—18. 8. Cebhart £., Obrowski W.— Z. Mctallkunde, 1954, 45, 333. 9. Seith W., Johren //., Wagner /.— Z. Metallkunde, 1955, 46, 773—779. 10. PeZzeZ £.— Mctall, 195C, 10, N 21—22, 1023—1028. 11. Daiey T. R. А. ЛШЕ Metallurgical Society Confe- , я rences, v. 7, Physical Chemistry of Process Metallurgy, N. Y., Interscicnce Publishers, Inc., 1961, p. 581—600. 12. EsdaileJ. D., McAdamJ. С II. — Proc. Australas. Inst. Mining and Metallurg, 1972, N 239, 71—79. 13. Kleppa О. Y., Weil J. A,— J. Amcr. Chem. Soc, 1951, 73, 4848-4850. 14. Heycock С. Г., Nevill F. II. — J. Chein. Soc, 1892, 61, 905. 15. Pelzel £.— Metali, 1955, 9, N 15—16, 692—694. 16. Taylot J. W.— Rev. mctallurgie, 1957, 54, 960— 970. 17. Gorman J. №., Preckshot G. W.— Trans. A1ME, 1958, 212, 367—373. 18. Pin C, Wagner J. В.—Trans. AIME, 1963, 227, 1275—1281. 19. Raub £., Engel Л.—Z. Mctallkunde, 1946, 37, 76—81. Медь — селен Диаграмма состояния системы Си—Se, представленная на рис. 41, построена авторами работы [1] методами дифференциального термического, рентгенофазового, микроструктурного апализов и изучения микротвердости. Ранее эта система была исследована в менее широкой области температур и концентраций (от 0 до 70 ат. % Se) методами термического и рентгеновского анализов и термодинамических расчетов [2—4J. По данным работы [1] система медь — селен характеризуется наличием широких областей расслаивания. Моиотектические реакции ж*, ^ ^ Pcu2se + ж1 и ж2 ^ Pr-2_xsc + ж3 протекают при 1100 и 540° С соответственно. В системе подтверждено существование трех соединений: Cu2Se, Cu3Se2 и CuSe. Соединение Cu2Se плавится конгруентно при 1130° С и обладает полиморфным превращением при 162° С. На основе ar.U2se и Pju2_xse имеются области гомогенности, причем при увеличении содержания Se соединение pcu0_xse становится устойчивым при комнатной температуре. Соединение Cu3Se2 существует до 175е С, выше этой температуры оно разлагается на Pcu2_vsc и Pause- Па основе Cu3Se2 впервые [1] найдена узкая область гомогенности. Соединение CuSe образуется по перитекти- ческой реакции Cu2Se -+- ж3 ^± CuSe при 400" С и претерпевает полиморфное превращение при 80° С. Соединение Cu2Se, которое существует в области 33,3—35,6 ат. % Se [5J, имеет ГЦК решетку тина CaF2 12, 5]. ГЦК решетка сохраняется до комнатной температуры сплавов, лежащих у границы области гомогенности со стороны селена, между 35 и 35,6 ат.% Se. Параметры решетки (выше 170J) a = 5,85 А по [2], а по данным работы [6] а = 5,754 ± ± 0,003 А у сплава с 32,8 ат. (37,8 вес.)% Se. В области гомогенности ближе к Си углу при низкой температуре (ниже 103° по [2]) кубический селенид Cnb06Se (33,8 ат. % Se) становится тетрагональным [2] с а - = 11,51 А. с -- 11,74 А, а по данным работы [71 при низкой температуре можно идентифицировать несколько кристаллических, в большинстве метастабильнык, структур с ОЦК либо с тетрагональными решетками. Вероятно, добавление Se понижает температуру превращения соединения, и кубическая решетка становится стабильной при комнатной температуре [2]. Уменьшение параметра решетки с повышением содержания Se [2] указывает па образование раствора вычитания: Cu2_xSe [a = 5,740 А при х = 0,2 (35,7 ат.% Se)]. Температура плавления соединения Cu2Se составляет 1148 + 5° С по данным [4, 7] в отличие от 1130° С по И]. Соединение Cu3Se2 (минерал умангит) имеет ромбическую решетку с параметрами а = = 4,28 А, в = 6,40 А, с = 12,46 А и 20 атомами в элементарной ячейке [2]. Здесь также указано, что умангит, подобно риккадиту (Си4-хТе2), является фазой вычитания с большим числом вакантных узлов, лишь приближающейся по составу к Cu3Se2. По данным высокотемпературного рентгеновского исследования [81 соединение Cu3Se2 при нагревании распадается ниже 170° па Cu2_xSe и CuSe, что в дальнейшем подтвердилось в работе [1]. Однако авторам [5] не удалось синтезировать Cu3Se2 из фазовой смеси с Cu2Se и CuSe. 48
Соединение CuCe (55,41 вес. % Se) имеет гексагональную решетку и скорее всего относится к структурному тину CuS (B18) с параметрами решетки а = 3,94 А, с = 17,25 А, с/а = 4, 378. Имеются также указания на образование сверхструктуры с 12-кратным увеличением оси а [2]. Если в работе [2] отмечено, что соединение CuSe плавится инконгруентно ~700° С, то в работе [1] указана температура 400° С. Соедипение CuSe2 авторами [1] не обнаружено в отличие от авторов работы [3] и работы [51, которые, однако, не определили его кристаллическую структуру- Растворимость Se в Си очепь мала и составляет по данным измерения электропроводности 0,015 вес. % при 800° С, 0,003% при 700° и 0,001% при 600° [9]. В работе [4] дано аналитическое уравнение для расчета растворимости селена в меди. Литература 1. БабицынаА. А., Емельянова Т. А.у Черницына М. А., Калинников В. 7\ — ЖНХ, 1975, 20, № 8, 3093— 3096. 2. Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов, т. II. М., Металл у ргиздат, с. 672—673. 3. Heyding Я. D.— Canad. J. Chem., 1966, 44, N 10, 1233—1236. 4. Бурылев Б. ll.y Федорова Н. Н., ЦелихманЛ. Ш.— ЖНХ, 1974, 19, №8, 2283—2285. 5. Borchert W., Patzak /.—Heidelb. Beitr. Mineral. Petrol, 1955, 4, 434 —442. 6. Азербаева P. А, Куччнекая О, Ф., Мелихов В. Д.— Вестник АН Каз. ССР, 1962, 18, № 9, 34—43. 7. Эллиот Р. П. Структуры двойных сплавов., т. 1. М., «Металлургия», 1970, с. 390—391. 8. Rahljs P.—Z. Phys. Chem., 1936, 31, 157—194. 9. Smart J. £., Smith A. A.— Trans. AIME, 1946, 166, 1144—145. Медь — сера Диаграмма состояния системы Си—S исследовалась в многочисленных работах, проанализированных авторами [1—31, в основном со стороны меди по двум частным системам Си—Cu2S и Cu2S—CuS методами термического анализа [1—4], химического анализа жидких: проб и измерепия плектр ©сопротивления [1—3]. На рис. 42, а приведена диаграмма состояния системы Си—Cu2S при температуре выше 1050° по данным работ [4, 5], а ниже этой температуры по данным работы [1]. Часть диаграммы состояния частной системы Cu2S—CuS в области температур ниже 000° С приведена по данным работ [6—8] на рис. 42, б. Система Си—Cu2S характеризуется наличием монотектического и эвтектического равновесий, проходящих по реакциям жх ^± ж2 + + Cu2S(I) и ж2^± acu + Cu2S(I), соответственно. Ниже приведены значения эвтекти- поо 1150 11DO 1050 а Ъа -Г~ *ЛЬу ^Си25(у)> \1129 жг+ C2S(I) I "С" «т* S Cu^CuzS(l) J L <Г CuzS(I) 800 1 Z 3 S/tt.% 17 18 19 ZD 21 J I I 1 I _l L_ 13 5 Stam.°/o Z9 J1 33 35 23 St8ec°/. ZOO 3Z 33 \ 34 35 36 37 38 Ъ}ат°/е Cul96S(ffl)4Cuz5(fflJ Pnc. 42. Диаграмма состояния системы Си—S а — Си—ClitS [4, 5]; б — Cli2S - CuS [6 -8] 4 Двойные системы 49
ческой и монотектической температур, концентраций критических точек и границ области несмешиваемости по данным различных авторов: Концентрация 0,77(1,51) и 0,88(1,73) [1—3]; эвтектической точки, 0,75(1,48) [Л 5] вес. (ат.) °0 S Эвтектическая темпера- 1067 и 1070 [I—3]; тура, ЭС 1007 |/|—5] Концентрация монотек- 17,1 17,0, —И),б, l!i,8 п тнческон точки, вес. 1!),8—19,9(32,85 32,99) (ат.) % S [1—3]; 19,8(32,9) [4 5] Монотектнческая темпе- 1иИ2, 1105,1117 и 1121 [I 3|; ратура. СС 1105 [4—5] Граница области пееме- —1,4(2,7)п 1,8(3,5) [I - 3]; шиваемости со сторо- 1,0(1,90) [4—5] ны Си, вес. (ат.) % S Равновесия в области Cu2S—CuS, неясные по данным работы [1], были уточнены методами высокотемпературного рентгепоструктур- ного анализа в работах [6—8] и измерением электропроводности [8]. В этой системе существуют, кроме соединения CuS, три химических соединения Cn2S, Cub9eS и Cu9S6 с несколькими полиморфными модификациями. Фазы Cu2S и Cub9eS — три- морфны, а фаза Cu9S5 — диморфна [7] (I, 11, III — области существования различных модификаций фаз на рис. 42, б). Соединение Cu2S плавится конгруентно при температурах 1127, 1130—1131° [11, либо по данным работ [4,51 — 1129° С. Фаза Cu2S имеет область гомогенности; существование широкой однофазной области при высоких температурах установили, исходя из предположений [7], что обычно паблюдаемая фаза Cu2_xS находится между Cu2S, Cn1?9uS и Cu9S5. Авторами работы [1] отмечается, что две полиморфные модификации Cu2S (халькозин) имеют переменный состав (ниже и выше 105и С). В работе [У] отмечено, что по мере отклонения от строгой стехиометрии составы Cu2_xS обнаруживают несколько фазовых переходов, У Сн1,992$ — шесть, а у Cub985S — пять. В работе [7] показано, что рядом с Cu2S расположена фаза Cub96S. Предполагается, что соединение Culi9eS образуется по перитектоид- пой реакции Cu2S + Cn9S5 ^ Cub9eS. В работах [6, 81 эту фазу не наблюдали. Фаза Cn9S5 — это промежуточная фаза приблизительного состава 21,9 вес. (35,71 ат.) %S, названная дигенит [1]. По данным работ [6, 7] соединение Cii0Sb, имеющее область гомогенности, стабильно при комнатной температуре. Температура 78°, обозначенная в работе [11 как эвтектоидная, является температурой превращения «упорядочение — разупорядоче- иие», идущее с уменьшением растворимости. В работе [101 показано, что Cn1>96SlII и Cu9S5II находятся в равновесии при комнатной температуре, а граница твердого раствора на основе Cu9SJI лежит при 35,2—35,4 ат.%^. Соединение CuS, лежащее за пределами диаграммы, изображенной па рис. 42, я, б, находится по данным [31 в равновесии с S. Сведения о параметрах решеток даны по работам [3, 7, 11—131, они, в основном, подтверждают данные [1]. Соединение Cu2SlII стабильно ниже 110° С, его решетка ромбическая; а - - 11,881 ± ± 0,004 А, в -= 27,323 ± 0,008 А, с = 13,491 ± ± 0,004 А [71, либо а = 11,90 А, в - 27,28 А, с = 13,41 [11]. Кристаллическая структура Cu2SLI, существование которого предположили в работе [111, подтверждена в работах [7, 121. Соединение Cii^SIlI стабильно при 110— 470° С и имеет гексагональную решетку; а — 3,981 ± 0,004 А, с = 6,761 ± 0,007 А (при 300° С) [71, либо а = 3,95 А; с = 6,75 А (при 125° С) [121. Соединение Cn2SI стабильно выше 470° С, имеет ГЦК решетку с параметром 5,735 ± 0,010 А (при 500* С) [7]. Соединение Cnlf96SIIl стабильно ниже 100° С; оно имеет «низкую симметрию». Соединение Cube6SII метастабнльио, пмеет тетрагональную решетку с а = 4,008 ± ± 0,002 А; с = 11,268 ± 0,006 А [7]; по данным работы [131 решетка Culi96S тетрагональ- пая, пространственная группа р432г2, а - = 3,996 А, с — 11,28 А, четыре формульные единицы на элементарную ячейку. Соединение Cn,,9fiSl стабильно при температурах выше 100° С; его решетка ГЦК с параметром 5,707 ± 0,006 А при 500° С. Соединение Cu9S5 стабильно ниже 78е С, имеет ГЦК решетку со сверхструктурой; а = = 5,570 ± 0.003 4 (Cub82S), a = 5,551 ± ± 0,003 A (Cub7fiS) [71. Соединение Cu9S5I стабильно выше 78° С и имеет ГЦК решетку с параметром 5,610 ± 0,006 А (при 300° С) [71. В работе же [91 показано, что превращение Cn9S5I ^± Cu9S5II происходит при 73 ± 3° С, кристаллические структуры соединений подтверждены, и периоды решеток для первого соединения даны равными а = 5,56 А при 80°, а для второго а = 27,760 А при комнатной температуре. В работах [3, 91 сообщается о метастабильных фазах Cu0S5. Решетка соединения CuS (ковеллин) гексагональная, а = 3,794 ± 0,003 А, с = 16,332 ± ± 0,010 А [71. Растворимость S в меди, определенная методом автораднографии [141, оказалась значительно меньше сообщаемой авторами [1]. По данным измерения электросопротивления [11 при 600° раствор имость составляет около 0,0005 вес. % S и около 0,002 вес. (0,004 ат.) 50
Таблица 6. Растворимость S п Си Температура, 100о 000 800 700 6(Ю В очень чистой Си (99,909 %) вес. % 0,0070 0,0026 0,(Ю09 0,0003 0,0001 ат. % 0,0140 0,0052 0,0018 0,0006 0,0002 В бескислородной Си вес- % 0,0085 0,0040 0,0023 0,0011 1 0.0004 1 ат. % 0,0170 0.0002 H,un'i6 0,0022 0,0008 % S при 800° С. Данные работы [14] приведены в табл. 6 По данным работ [4, 5] растворимость S в меди при эвтектической температуре 1067° составляет 0,0225 ат. %. Литература 1. Хансен 7И., Андерко К. Структуры двойных сплавов, т. II. М.т Металлургиздат, 1962, с. 663— 666. 2. Эллиот Р. П. Структура двоппых амаков, т. 1- М., «Металлургия», 1970, с. 387—389. 3. Шанк Ф. А. Структуры двойных сплавов. М., «Металлургия», 1973, с. 315. 4. Johannsen V\, Vollmer IL— Z. Erzberghau mid Metallhiitterrwes., 1960, 13, N 7, 313—322. 5. Kellogg H. H.— Canad. Mctallurg. 'Ouarl., 1969, 8, 3-23.. 6. Buhl W., Sauer E.— Ber. Oberhess. Ges. Nalur- Heilkunde Giessen, Naturwiss Abt., 1957, 28. 35— 47. 7. Djurle S.— Acta chem. scand., 1958, 12, 1415— 1426. 8. Wehefriiz V.—Z. pliys. Chem., 1960, 20, 339- 358. 9. Damon A., 7ichanot A., Gromb S*— J. cliim. pliys. et pbys.-chira. biol., 1974, 71, N 3, 407-411. 10. Morimoto N., Kullerud G.— Amer. Mineralogist, 1963, 48, 110—123. 11. Buerger M. /., Buerger N. W.— Amer. Mineralogist, 1942,27, 216—217. 12. Wuensch B. /., Buerger M. /.— Mineral Soc. America Spec. Taper. 1963, N 1, 164—170. 13. Janosi A.— Acta cryslallogr., 1964, 17, 311—312. 14. Ondar /.—С. г. Acad. sci. Paris, 1959, 249, 259— 261. Медь — серебро Диаграмма состояния системы Си — Ag определена авторами работ (обобщенных в [1]) как простая эвтектическая диаграмма с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Для эвтектической температуры даются значения 778—779 С, а для эвтектической концентрации сообщались значения 72,0; 71,91, 71,5 и 71,0 вес. %Ag. В работе [2] показано, что определить эвтектическую точку микроскопическим методом невозможно, так как в сплавах, содержащих 71,5—72,0 вес. % Ag, в зависимости от скорости затвердевания первично появляется в микроструктуре осп (а-твердый раствор на основе Си) или ад% (а-твердый раствор на основе Ag), или обе фазы вместе. Ошибка выбранного значения 71,9 вес. (1)1,1 ат.)% Ag составляет, вероятно, не более ±0,1 вес.% [1]. Растворимость Ag в Си при эвтектической температуре составляет 8,0 вес. (4,9 ат.)%, а растворимость Си в Ag — 8,8 вес. (14,1 ат.) %. Результаты определения солидуса сплавов, богатых Си [3 -5J, хорошо согласуются между собой в интервале 0—5 вес. % Ag. Авторы работы [G] методом дифференциального термического анализа подтвердили диаграмму состояния, предложенную в [1J. Однако авторы работы [7J по исследованиям, выполненным микроструктуриым и дилатометрическим анализом, изображают диаграмму состояния Си—Ag со стороны Си с эвтекто- идным превращением при температуре 630— 640° С в критической точке около О вес. % Ag, проходящим по реакцииа.,(—О вес. %Ag)^ ^ «1 + ОАц- (Си) На рис. 43 представлена диаграмма состояния системы до 10 вес. % Ag по данным работы [7], а далее (Ю—100 вес. % Ag) —поданным [1J. В работах [8, 91 обсуждается образование метастабильпых пересыщенных твердых растворов в неравновесных условиях кристаллизации. Исчерпывающая обработка термодинамических данных по системе Си—Ag проведена в работе [10]. Данные по растворимости Ag в Си, полученные разными авторами микроскопическим, рентгеновским методом и методом измерения электропроводности, собраны r работе [1]. Они мало отличаются друг от друга. Значения растворимости Ag в Си следующие: при 779 — 8,0 вес. (4.9 ат.) % Ag, 700° — 5,2 вес. (3,1 ат. %Ag, 000е — 2,0 вес. (1,55 ат.) %Ag, 500 — 1,3 вес. (0,8 ai\)%Ag, 400° — 0,5 вес. (0,3 ат.) %Ag, 3001 — 0,2 вес. (0,12 ат.) %Ag и при 200°—менее 0,1 вес. (< 0,06 ат.) %Ag. В работе [11] построена кривая ограниченной растворимости твердых растворов системы Си—Ag, полученная расчетным пугем при использовании физических характеристик. Параметры решетки твердых растворов на основе Си и Ag указаны в работе [1]. Литература 1. Хансен Л/., Андерко Я. Структуры двойных сплавов, т. I. М., Мета.чдуршздат, 1962, с. 31—34. 2. Leroux J. А. А., ВаиЬ Я.— Z. anorp. Chem., 1929, 178, 257—271. 3. Moller F.— Mctallwirtschait, 1930, 9, 879—885. 4* 51
7(Cuj/«2(Cu)*«(Ag) ZDDl\L 5 10 ZD 30 40 Рис. 43. Диаграмма состояния системы Си—Ag [1,7] ) ж+<х(Си] ж ^fCuJ^fAg) w*a(Ag) >^д, 1 1 50 60 70 во 90 100 Ад, Вес °fo Sc,ffec.°/o 60 ВО 100 Си 10 ZD 30 40 50 60 70 60 90 100 Ъь,ат.°/о Рис. 44. Диаграмма состояпия системы Си—Sc [1] •с 1ZOO 1000 600 600 400 zoo |SrCu5 [SrCu SrCu5*SrCu _L -j L SrCu*<x Sr _L ZZJ° Си ZO 40 60 80 100 Sr, am. °/o Рис. 45. Диаграмма состояния системы Си—Sr [l] 4. Stockdale D.— J. Inst. Metals, 1931, 45, 127—140. 5. Smith C. S.. Lindlief W. £.— Trans. AIME, 1032, 1И», 101—114. 6. Dobovisek /?., Paulin A.— Rudarsko. Met. Zbornic, 1962, 3, 229—234. 7. Пресняков А. Л., Волейник С. Н.— Труды Ич-та ндерп. физ. АН Каз. ССР, 1969, 9, 29—36. 8. Duwez Р. с.а.— J. Appl. Phys., 1960, 31. 1136 — 1137. 9. Шанк Ф. А. Структуры двойных спиавов. М., «Металлургия», 1973, с. 37. 10. Krupkowskl А.— Mem. scicnt. Rev. metallur«jie, 1962, 59, 34—46. 11. Удовский А. Л., Исайчев М. #., Шелест А. Е.у Иванов О. С.— В сб.: «Фия.-хим. исслед. в мета I- лургни и металловед, с применением ЭВМ. \1., «Наука», 1974, с. 76—92. Медь — скандий Диаграмма состояния системы Си—Sc изучалась микроструктурным, термическим, дилатометрическим, рентгеновским методами и построением диаграмм «состав—свойство» в работе [1]. Система (рис. 44) характеризуется наличием трех химических соединений, два и* которых ScCui и ScCu плавятся конгруентно при температурах 925 и 1125° С и одно — ScCu2 образуется по перитектической реакции ж + ScCu ^± ScCiio при температуре 890° С. В системе имеют место три эвтектических 52
равновесия, идущих по реакциям ж (— 13 ат. % Sc) x± do, + ScCu4, ж{~ 30 ат. % Sc) ^ ScCu4 + -f ScCu2 и ж(~ 71 ат. % Sc) ^ ScCu + aSc при температурах 865, 875 и 875° С соответственно. Sc имеет две модификации а и р, переходящие одна в другую при температуре 1325° С. Максимальная растворимость компонентов незначительная — около 0,5 ат. % Sc в Си и меньше 1 ат. % Си в Sc. Соединение ScCu имеет кубическую решетку типа CsCl [2—4]. Параметр решетки а = 3,256 А [3] и а = 3,24 А [4] для Sc чистотой 99,95 и 98,2 вес. % соответственно. Литература 1. Наумкин О. Л.у Терехова В. Ф., Савицкий Е. М- — В сб.: Редкоземельные металлы и сплавы. М., «Наука», 1971, с. 28—34. 2. Dwight А. Г.— U. S. Atom. Energy Comm., ANL- 6516, 1961, p. 259—260. 3. Alfred A. 7\ — Trans. АШЕ, 1962. 224, 1082—1083. 4. Крипякевич Я. И.у Протасов В. С, Кузьма Ю. Б.— Докл. АН УССР, 1964, № 2, 212-215. Медь — стронций Диаграмма состояния систему Си—Sr исследована методами дифференциального термического и рентгеновского анализов в работе [1]. В системе Си — Sr (рис. 45) существует два интерметаллических соединения SrCu5 и SrCu, которые образуются по перитектическим реакциям ж + Си ^ SrCu5 (при 845° С) и ж + Si Cue j± ^1 SrCu (при 586е С) соответственно. В системе имеет место эвтектическое превращение, протекающее при температуре 507° С по реакции ж(79,5 ат.% !Sr) ^ SrCu + aSr- Взаимная растворимость металлов не установлена. При температуре 610° С Sr переходит из а-модиф1жацрш в Р-модификацпю. Соединение SrCu6 обладает гексагональной структурой, пространственная группа Рб/ттт, а = 5,261 А, с = 4,058 А. Гексагональную структуру и пространственную группу Р63/ттс имеет соединение SrCu. Параметры его решетки а = 4,346 А, с = 15,566 А. Литература 1. Bruzzone G.— J. Less-Conimon Metals, 1971, 25. N 4, 361—366. Медь — сурьма Диаграмма состояния системы Си—Sb изучалась многими авторами [1J методами термического, микроскопического, рентгеновского и дилатометрического анализов. Приведенная на рис. 46 диаграмма состояния Си — Sb построена по данным [1], а в области 20 — 30 ат. %Sb -—' ниже 500° С по данным работы [2]. Часть диаграммы состояния до 14 ат. %Sb, показанная в правом углу рис. 46, дана по работе [3]. Кривая ликвидуса [1] имеет одну точку максимума, одну перитектическую и две эвтектические точки. Ниже приведены интервалы температур (°С) и составов [вес. (ат.) % Sb] для этих характерных точек: Эвтектика crCu+p 29,5—32 (18-19,7)% 620-646° Максимум па кривой 40—45 (25,8—30)% 650—695° ликвидуса Нернтектическая 60—62 (44—46)% 530—586° точка Эвтектика Cu2Sb+Sb 75—76,5 (61—63)% 470-530° Максимум па кривой ликвидуса соответствует примерно составу Cu5Sb2 [28,57 ат. (43,38 вес.) %Sb], а не Cu3Sb (38,98 вес. % Sb), как предполагалось в более ранних работах [1]. Ликвидус сплавов, вновь определенный в работе [4], хорошо согласуется сданными [1]. Строение диаграммы состояния Си — Sb в области 15—31 ат. (25 — 46 Bec.)%Sb противоречиво в отношении количества промежуточных фаз и их границ. Фазы р и 8 найдены всеми авторами [1]. Фаза к] («CunSb2»), обнаруженная в работе [5], подтверждена в работе [6] в отличие от работы [7]. Фаза х обнаружена в работах [С] и [2J. Фаза г была найдена в работе [2], как модификация е-фазы. Существование фазы G («CunSb4»), найденной авторами работы [5], не было подтверждено в дальнейших исследованиях [6,7]. Высокотемпературная фаза Р плавится кон- груентпо при температуре 684° и содержании в сплаве 28,6 ат. % Sb [4]. При температуре 435° С р-фаза эвтектоидно распадается на фазы х и Cu2Sb. Для концентрации эвтектоидной точки было найдено значение 38вес. (24ат.) %Sb [2, 8] (см. рис. 46), а также 36, 5; 39; 41 вес. % Sb [1]. Максимальная протяженность Рфазы 20— 32,5 ат. (32—48 вес.) % Sb [1], по данным работы [8] граница со стороны Си 22 ат. (35 Bec.)%Sb при 500° С. Остальные промежуточные фазы г], е, е' и х образуются по перитектоидным реакциям а + р т± Ч (488° С), г] + Р ^ е (4621 С), е + Cu2Sb ^ е'; е + Р ^ *• Кроме фазы е, эти фазы распадаются по эвтектоидным реакциям ц ^± а + е при 400° [1, 2] либо ниже 430° [3]; е' ^ е + Cu2Sb [2]; к ^ е' + Cu2Sb [2], хотя по данпым работ [1,9] х ^ е + Cu2Sb при 375°. По данным работы [5] е-фаза, названная авторами 6, гомогенна в области 18,3— 19,7 ат. (30 — 32 вес.) %Sb при комнатной темпе- 53
Sb,ffec.% 1100 1DDD И — SOD 8D0 7D0 600 500 400 WO ZOO Рис. 4G. Диаграмма состоянии системы Си Sb [1—3] ратуре. Л по данным работы 191 граница е-фазы со стороны Sb — 19,4 ат. (31.О вес.)°0 Sb. Фаза ц («CunSlb») гомогенна между 15,4 ат. (25,9 вес.)°оИ 15,8~ат. (20,5 вес.) % Sb при 426° [5]. Протяженность области гомогенности фазы к. стабильной между 150 и 375иС, в работе [6] не исследовалась, а авторами работы [9] границы х-фазы определены между 24,2—25,5 ат. (37,9—39.0 вес.)°о Sb. Промежуточная фаза CibSb (48,83 вес. %Sb), установленная многочисленными исследователями 111, образуется по перитектической реакции при 580 С и имеет 100 очень узкую область гомогенности между 32,5—33,4 ат. (48—49 вес.) % Sb [1]. Граница Cn2Sb со стороны Си по данным [9J 33,8 ат. (49,5 всс.)%8Ь. Пс данным металлографического и реитгеноструктурного анализа работы [10] область гомогенности фазы Cu3Sb находится между 33,3—33,9 ат. % Sb. Растворимость Sb в Си в твердом состоянии, вновь определенная в работе [3] методом реитгеноструктурного анализа сплавов, приготовленных из высокочистых материалов, хорошо согласуется с данными [1J и составляет при температурах 000, 550, 500. 450, 400, 360, 340 и 250 С - 5,79; 5,74; 5,09; 5,44; 4,61; 3,43: 54
3,02; 1,35 ат. % или 10,53; 10,44; 10,37; 9,92; 8,48; 6,38; 5,G4; 2,50 вес. %, соответственно. Высокотемпературная фаза Р обладает ГЦК решеткой типа BiF3 (Н03) (сверхструктура ОЦК решетки) [1, 3, 11). Параметр решетки а 0,01 А (при составе Cu3Sb и 475 С) уменьшается с увеличением содержания Sb [1]. В работе [3] указан параметр а = 6,00 кХ. Данные о структуре е-фазьт противоречивы. По исследованиям разных авторов [1] е-фаза обладает простой гексагональной решеткой типа A3, либо имеет более сложную структуру, возможно, сверхструктуру гексагонального типа; параметры ее решетки а — 10,836 кХ> с = -= 8,611 ЛХ, с/а - 0,7947, элементарная ячейка содержит 54 атома. В работе [11] установлено, что Е-фаза обладает сверхструктурой с удвоенной осью с и учетверенной осью а элементарной ячейки простой ГЦК решетки. В работе [3] для е-фазы указывается простая гексагональная плотноуиакованпая решетка с а = 2,711 кХ и с/а -= 1,58. е-фаза имеет гексагональную решетку с параметрами о -9,920 А, с -= 4,32 А [2, 11]. Фаза ц имеет гексагональную решетку (типа A3) [6,111. Параметр решетки сплава с 15,4 ат. % Sb при 480?: а 2,71 А, с = 4,36Г) А, с/а = 1,61 [6]. По данным |3| а = 2,686 кХ и с/а - 1,603. * Структура х-фазы определена в работах [2, 12], она ромбическая, типа Cu3Ti; a = = 5,503А, Ь — 4,76 А, с = 4,35 А. Ранее приведенная [6] величина а =-2,77 А вдвое меньше. Фаза Cu2Sb имеет тетрагональную решетку с 6 атомами па злемеи гарную ячейку [1,10] и является прототипом структурного типа C3S; а - 4,000 А, с - 6,ЮЗ А;' с/а = 1,525 [1, 11]. Изменение параметров решетки в области гомогепносги по данным [10] незначительно: от а - 4,0012 А, с = С),103 А со стороны Си до а = 4,О006 А, с = 6,104 А со стороны Sb. Литература 1. Хансен Л/., Андерко К. Структуры двойпых сплавов, т. II. М., Металлургпздат, 1962, с. 666— 671. 2. Gunzel Е., Shubert К.— Ъ. Motaiikunde, 1958, 49, 124-133. 3. Bajda Я.—Hutnicke listy, 1958, 13, N 8, 761 — 768. 4. Вечер А. А., Герасимов Я. И.— Научные доклады высшей школы. Химия и химическая технология, 1959, № 1, 10—18. 5. Murakami Т., Shibata N.—Sci. Repts Tnhoku Univ., 1938, 27, 459—484. О. Shubert К., Ilschner Л/.— Z. Metallkundc, 1954, 45, 366—370. 7. Schrader A., Hanemann #.— Z. Metallkunde, 1941, 33, 49-60. 8. Агеев Н. В., Макаров Е. С.— Изв. сект, физ.-хим. анал. АН СССР, 1940, 13, 171—176. 1200 10wdD4D 5Q 60 1250° 90 Л\,Вес°1о |"1 'IT "Л ж \«\г / 15'5 - , -рг- 1 " ■ Т- т° 3№i + Tt 29д° cc*Tt ЧГ ~ "1 " • DfC* ffK 1 800 600 400 200 Сц 20 40 60 60 ЮО Т11ат.°/с Рис. 47. Диаграмма состояния системы Си—Т1 [2, 3] 9. Неитапп Т., Ileinemann F.— Z. Elektrochem., 1956, 60, 1160-1169. 10. Pearson W. В.— Сапаd. J. Phys., 1964, 42, 519— 525. 11. Boettcher A., Thun JR.— Z. anorg. Chem., 1956, 283, 26-48. 12. Schubert K. u. a.— Naturwissenschaften, 1957, 44, 229 230. \1едг» — таллий Па основании методов дифференциального термического и металлографического анализов установлено наличие в системе Си —Т1 области несмешиваемости в жидком состоянии [1 — 3J. Па рис. 47 приведена диаграмма состояния Си — Т1 по данным работ [2, 3). Монотектическая реакция протекает при температуре 908 и 15,5 ат. % Т1 [3] (или 35,5 вес. % Tl [2J). Область несмешиваемости при молотектической температуре простирается в интервале 15.5 — 83 ат. % TI; а критическая точка кривой расслаивания расположена при 1250 и 50 ат. % TI [3J. При температуре 293° и ~ 100 % Т1 в системе имеет место эвтектическое превращение 12]. Растворимость Т1 в твердой Си, определенная по данным металлографического и рентгеновского анализов [4J, составляет в ат. (вес.)%: 0,14 (0,25), 0,27 (0.87), 0,25 (0,80), 0.21 (0,05), 0,09 (0,29), 0,05 (0,15) и < 0,03 (< 0.1) при 1050; 1000, 950, 900, 800, 700 и 000J соответственно. 55
Литература 1. О. У. Kleppa.— J. Amer. Chem. Soc, 1952, 74, 6047-6051. 2. Seith W., Jonen #., Wagner /.—Z. Metallkunde, 1955, 46, N 11, 773—779. 3. Predel £., Sandig M.— Mater. Sci. and Engng, 1969, 4, N1,49-57. 4. Raub £., EngelA.— Z. Metallkunde, 1946, 37, 76— 81. Медь — тантал В работе [1] говорится об очень малой растворимости Та в Си в твердом состоянии. В работе [2] качественно подтверждается очень ограниченная взаимная растворимость элементов. А в работе [3] указано, что в жидкой Си при температуре 1200° С растворяется около 0,009 ат.% Та. Рентгенограммы сплавов содержали линии, соответствующие ОЦК решетке Та и ГЦК решетке Си, что подтверждает их несмешиваемость. Интерметаллических соединений не было обнаружено [4]. Литература 1. Dowson А. С— Abstr. Diss. Univ. Cambridge, 1936—1937, p. 116. 2. Kieffer i?., Nowotny #.— Metall, 1963, 17, 669 — 677. 3. Smith С. S.— Trans. AIME, 1959, 215, 905—909. 4. Elliott R. P.— Armour Research Foundation Chicago, Techn. Report I, OSR Techn. Note OSR-TN- 247, 1954, N 8, p. 23. Медь — теллур Диаграмма состояния Си — Те исследована методами термического [1, 2], металлографического [2] и рентгеновского [4—8] анализов, а также с помощью термодинамических расчетов методом закалки из жидкого состояния и кулонометрическим методом [9, 10]. Диаграмма Си—Те характеризуется наличием области несмешиваемости и образованием четырех двойных соединений меди с теллуром, одно из которых Си2Те плавится конгруептно при 1125° [11 или 1111° [8], а другие образуются по перитектическим реакциям: при температуре 727° образуется соединение Си5То3 [3] (или х [1]), при 630° — соединение Си4Те3 [4] (в работе [3] указывается формула Си7Теб); при 367° — соединение СиТе [1]. На рис. 48 приведена диаграмма Си — Те, построенная на основании данных работ [1, 4, 5, 9]. Монотектическая точка находится при 4,3 ат. % Те [1] или 2 ат. % Те [9] и 1054° [3]. Эвтектика (Си + Си2Те) кристаллизуется при температуре 1053° [3], которая только на 1° ниже монотектической. Состав эвтектической точки соответствует 30,1 ат. % Те [1], 28 ат. % Те [9J. Положение линии расслаивания установлено в работе [9]. Содержание Те в жидкой меди при температурах выше монотектической составляет (ат.%): 1150° — 2,32 и 27,96; при 1250° — 2,9 и 27,72; 1350° — 3,44 и 27,3; 1500° — 4,31 иж27,2. В твердом состоянии соединении Си2Те и Си4Те3 имеют области гомогенпости и претер певают ряд превращений [4—7]. Соединение Си2-хТе с интервалом гомогенности 33,3— 34,2 ат. % Те при 400° [10] претерпевает четыре превращения при ~180, 305, 345 и 465° [41. По данным [5] превращение имеет место при 172, 320 (или 305°, когда х = 0,1), 360° и в области температур от 560° (при х = 0,02) до 425° (при х = 0,16). Соединение Сщ-хТе имеет превращение при температуре, близкой к 367° [4]. Для определения растворимости Те в твердой Си и растворимости Си в теллуриде Си2Те в работе [9]^приводятся соответствующие уравнения. Фаза Си2Те при температурах выше 560° имеет гранецентрированную кубическую решетку, а = 6,11 А [4]. Модификация этого соединения, стабильная при комнатпой температуре, имеет гексагональную решетку с параметрами, изменяющимися от а = 12,45, с = 21,56 А (для состава СибТе3) до а = 12,54, с = 21,71 А (для состава Cu2Te) [3J. - Фаза Си7Теб имеет тетрагональную решетку са = 3,97 кХ, с = 6,11 кХ [3]. Решетка фазы СиТе орторомбическая, параметры ее а = 3,15 кХу Ъ = 4,07 кХ, с = = 6,92 кХ [3]; в работе [7] для этой фазы приводятся следующие значения параметров решетки а = 3,10 А, Ь = 4,02 А. с = 6,80 А. Литература 1. Хансен М., Андерко Е. Структуры двойных сплавов, т. П. М., Металлургаздат, 1962, с. 682— 684. 2. Eborall Я.— J. Inst. Metals, 1944, 70, 435—446. 3. Patzak /.— Z. Metallkunde, 1956, 47, N 6, 418— 420. 4. Anderko K., Schubert К. — Z. Metallkunde, 1954, 45, 371—378. 5. Guastavasino jF., Luquet Я., Bougnot J.— Mater. Res. Bulb, 1973, 8, N 8, 935—942. 6. Nowotny P.— Z. Metallkunde, 1946, 37, 40—42. 7. Баранова Р. В., Пинскер 3. Г.— Кристаллография, 1964, № 9, 104—106. 8. Grauemann Я., Wallbaum If. /.— Z. Metallkunde, 1956, 47, 433—441. 9. Бурылев Б. П., Федорова II'. Н'., Цемехман JI'. IU.— ЖНХ, 1974, 19, № 8, 2283—2285.' 10. Lorenz G., Wagner С.— J. Chem. Phys., 1957, 26, 1607—1608. Медь — тербий В системе Си—ТЬ обнаружено три иптер- металлических соединения [1—5]. Соединение ТЬСиг> имеет гексагональную решетку типа 56
15 ПП i °С 1400 \ 1300 1200 1100 1083° 1000 900 800 700 600 500 400 дОО 200 ZOO 100 1НСл 10 г \ж+£\1 W,o zo до I I I 1051° I 1050°^ Cav-Cu 560° Cu-z-Ci 360° 320° Си* 172° Сц + С 40 1 1 ^ IP Je(I) zTe(H) 50 i с "1 m A /\ H J -_»l Ы1*гЬи.71Е(л^ Си2Те(Ж) uzTe(IT) 1 1 '5° f ^ l\ |CuzTe 1 727c ' r Щ 1 =з 1 Ч Г 1 ' 1 1 ' 1 Iе 60 1 ' 1 дг in 1 } I % j JW \ \630°\ И \ 4 \\ 1 il IU 1 1 in ■ 1 ^ II ff II s 11 и и Li i .. w 1 1 f Te* \ 367° \ж+ CuTe 80 I 1 CuTev-Te ДО Tt,6ec.°/o i 1 [jw шЧ wv-Te j Cu 70 Я7 30 40 50 60 70 80 90 WIT Рис. 48. Диаграмма состояния системы Си—Те [1, 4, 5, 9]
HDD 7083 Рис. 49. Диаграмма состояния системы Си—Ti [1—3] СаСи5 с параметрами а = 14,96 + 0,01 А, с = 4,15 4^0,01 А [1]. Соединение TbCu имеет кубическую решетку типа CsCl, а = 3,480 А [2] и а = 3,480±0,004 А [3]. У TbCu2 ромбическая решетка типа СеСи [4, 51, а = 4,310± ±0,005 А, Ъ = 6,825±0,00Г> А, с = 7,320± ±0,05 А [4]. Литература 1. Tlaszko S. Е.— Trans. AIME, 1960, 218, 763. 2. Cable J. ИЛ, Koehler W. С, Wollan E. О.- Rev., 1964, 135, А, 240—А242. Phys. 3. Chac С. 6\, Luc N. L., Duwez P.— J. Appl. Phys., 1964. 35, 257-258. 4. Storm А. П., Benson К. Е. — Acta crystallo^rr., 1963, 16, 701—702. 5. Sherwood R. 5., Williams II. /., Wernick J. H.— J. Appl. Pliys., 1964, 35, 1049—1050. Медь — титан Диаграмма состояния Си — Ti исследована многими авторами 11 —191, однако имеются еще противоречия относительно составов и способов образования промежуточных фаз. На рис. 49 приведена диаграмма Си—Ti, построенная согласно работам 11,2] (в верхней части — по данным [3]) на основании резуль- 58
татов термического, металлографического и рентгеновского анализов, а также измерения микротвердости. Система характеризуется образованием пиести соединений,два из которых TiXu (у) и TiCn (б) плавятся конгруентпо при температурах Ю10±5° и 984±5 соответственно. Четыре других образуются по пери- тектическим реакциям: ж + TiCn (6) ^± Ti3Cu4 (e) при 929+4 , ж Ti-jCiii (е) ^ Ti.,Cn3 (В) при 890±4С, ж + ТьСн3 ((3) ^z TiCu., (к) при 880°, ж '■ а ^ Т1Сп4 (С) при 892+3 . Фазы 6 и В существуют в узком температурном интервале (880—805 — фаза 6 и 890— 800° — фаза В) и распадаются по автектоид- ным реакциям: TiCiu (X) ;r TiXu., (0) TiCn4 (£)(805) и Ti2Cu3 (0) ^ Ti;lCn; (ej f TiCu4 (£) (800 JC). В системе Си—Ti протекают три :>втектичес ки\ превращения но реакциям: ж (27 ат. % Ti)^£ -f К лг (57 ат.% Ti) ^ б t- Г и ж (69 ат. % Ti) ^± у ^Рти й также овтектоидпое pii ^± а-п Y (800°). U отличие от данных работ II, 2J авторы [3] обнаружили существование еще одного соединения Ti3Cn7, которое плавится коттгру- ентно при 90Г) , а при 805 распадается по :>втс- ктоидной реакции па смесь Ti2Ciia + Ti3Cn7 (см. рис. 49 вверху). По данным 131 соединение TiCn., также плавится конгруентпо при 908 , в то время как в работе [lf 2J указывается ■га перитектический характер образования этого соединения. Имеются разногласия и в отношении состава и способа образования соединения, богатого медью. В работах [3, 4] говорится о существовании соединения Ti2Cu7, в работах [1, 2. Г)| — TiCu4, по другим данным [0—9] — TiCn3. Авторы [1—4, 6) указывают, что соединение, богатое медью, образуется по перитектической реакции (хотя температуры образования приводятся разные); в работах 19, 10J сообщается о копгруентно плавящемся соединении и протекании в сплавах, содержащих — до 2Г> ат. % Ti, эвтектического превращения. Кроме сказанного, у разных авторов нет единой точки зрения на характер образования соединения Ti2Cu и температур протекания перитсктических, эвтектических и эвтектондпых реакций в системе. Более подробно- о существующих противоречиях изложено в работе [11]. Растворимость титана в меди по данным различных исследователей приводится в табл. 7. При изучении распада твердого раствора на основе Си в работах [4, 15, 10] обнаружили выделения переходной фазы, обозначенной Р', Таблица 7. Расткоримость Ti (ат. %) п Си Темнг- 1»л тура, ч: ИНН) 950 91 К) 850 800 700 (>00 500 400 300 М — — 5,2 3,9 2,0 1,1 0,6 0,26 0,20 [5] — —. 5,0 3,9 2,35 М5 0,8 0,5 № 4,5 6,7 7,9 5,6 3,3 2,5 2,0 1,6 1,5 [10] — — 6,0 5,0 — — — — — [12] — — — - 1,7 1,0 0,5 0,35 — [13] 3,0 7,0 — 0,8 4,7 2,4 1,1 — — [14 — — 6,5 5,5 3,2 1,25 0,53 0,2 0,13 которая появляется в сплавах при температурах ниже 000 . Растворимость Си в Ti приводится в работах [17. 18]. По данным 117] растворимость Си в aTi составляет 1,13; 0,95; 0,83 ат. % Сн при эвтектоидной температуре, (Ю0 и 400' соответственно. Соединение TiCn4 (область гомогенности 20—22 ат. °о Ti) имеет ромбическую структуру типа ZiAn4; параметры решетки а = 4,525 А, в = 4,341 А, с = 12,953 А [1]. 11ереходная фаза Р' является тетрагонал ыюй, параметры а = 3,734±0,005 А, с = 3,005± ±0,005 А [15]; согласно [16] а = 3,091±0,019 А, с = 3,022+0,011 А. Фаза TiCiu имеет ромбическую решетку (тип VAho), параметры которой составляют а = 4,397^ А, в = 7,988 А, с = 4,458 A [1J; согласно 118] а = 4,38 А, в = 7,97 А. с = = 4,49 А. Фаза TiXu3 имеет тетрагональную решетку, параметры a — 3,133, с — 14,05 A [1J; согласно [19] а - 3,13 А, с - 13,95 А. Фаза Ti3Cu4 (область гомогенности 42— 43 ат. % Ti) имеет тетрагональную решетку, а = - 3,130 А, с --= 19,94 A [lj; аналогичные значения приводятся в работе [19]. Решетка фазы TiCn (область гомогенности 50—52 ат. °« Ti) идентифицирована тетрагональной с параметрами а = 3,125 А, с = -5,915 А Щ. Фаза TiXu (область гомогенности 07—70 ат. % Ti) имеет тетрагональную решетку (тип ivIoSL), параметры а = 2,941 А, с = 10,79 А. Литература 1. Еременко Я. Я., Буянов 10. Я., Панченко И. М.— Порошковая металлургия, 1970, № 5, 73—78. 2. Еременко В. II., Буянов Ю. Я., Горима С. Б.— Порошковая металлургия, 1966, *N° 6, 77—87. 3. Zwicker I/., Kalsch Я., Nishimivra 7\, Ott /X, Seil- storfer II.— Metall, I960, 20, N 12, 1252-1255. 59
°с woo 4. Zwicker t/.~ Z. Metallkunde, 1962, 53, N 11, 709— 714. 5. Raub Я., Walter P., Engel M.— Z. Metallkunde, 1952, 43, 112—118. 6. Emod G,— Onlode, 1960, 8, 178—183. 7. Karlsson N.— J. Inst. Metals, 1951, 79, 391—405. 8. Joukainen A., Graut N. /., Floe C. F.— Trans. AIME, 1952, 194, 766-770. WOO \- 9. Вигдорович В. //., Крестовников А> Н.ч Мальцев М. В.— Изв. ЛН СССР, ОТН, 1958, К° 2, 145— 148. 10. Trzebiatowski W., Berak /., Bomotowski 7\ — Roczn. Chem., 1953, 27, 426-437. WOO h 11. Шанк Ф. Структуры двойных сплавов. М., «Металлургия», 1973, с. 317—320. 12. Haklbohm II. D,— Z. Metallkunde, 1963, 54, N 9, 515-518. щппп 13. Saarivirta М. /., Cannon Я. 5.—Melal. Progr., 'ZOO 1959, 76, N 2, 81—84. 14. Калинин К. Я., Спиридонова М. 3. Труды Гипро- цветметобраГютка, вып. 18, 1960, с. 46—57. 15. Heubner U., Wassermann G.— Z. Metallkunde, 1962, *ппп 53, N 3, 152-151. 16. Нестперенко Е. Г., Чистов К. В.— ФММ. 1960, 0, 415—421. 17. Борискина Н. Г., Мясникова К. Я.— В сб.: Титан и его сплавы, нып. 7. М., Изд-во АН СССР, 1962, с. 61-67. 18. Лужников Л. Я., Новикова В. М.л Мареев А. П.— МиТОМ, 1903, № 2, 13-16. 19. Schubert A'., Raman A., Rossteutscher W.— Natur- wissenschai'ten, 1964, 51, 507. 20 40 60 80 90 Tht ffec.% BOO 600 ггтп—i—I—\ 1 1 1 r" to_ J to io" _*•! — 1 je si jc ^ ' •— 1— 1— \~ / Г I } 1 I , M. / L 7 Г L 73s° _J / 1 Г ж+1\\1\1ъ i ж+Th L^Cllk^ ThCU3;G / 1 "^ C_JJ 1 L_ Ю 1— LO =1 1 lJ 1— 1— 1 ThCuz-*-ThzCu i Th2Cu-/-Th J i i 1 Медь — торий Диаграмма состояния системы Си — Th исследовалась в работах, приведепных в источниках [1—2], а также в работе [3] методами термического, микроскопического и рентгеновского анализов. По данным этих работ [1—3] сведения о количестве и характере образования химических соединений, составе наиболее богатого медью соединения, количестве и температурах образующихся эвтектик противоречивы. Так, наиболее богатой Си фазой по данным [1] является либо соединение ThCu3, либо ThCu4, либо ThCu6, а по данным [2] — ThCu4. При этом соединение ThCu4 плавится инкон- груентпо [11, а по данным [2] — копгруептно. В системе предполагается также существование соединений Th3Cu5 [l],ThCu2 hT1i2Cu [1, 2]. От мечается наличие четырех эвтектик в работах [1] либо трех — по [2]. На рис. 50 приведена диаграмма состояния системы Си — Th по исследованиям авторов [3]. Система характеризуется наличием четырех интерметаллических соединений | ThCue, «ThCu3,e»t ThCu2 и Th2Cu, которые1 плавятся конгруентно при температурах 1055, 1052, 1015 и 1007° С соответственно. В системе кристаллизуется пять эвтектик по реакциям: ж (7 ат. % Th) ^ Си + ThCu6 (935° С); ж (18 ат.о/0 Th) ^ ThCue + «ThCu3te» (1020° С); ж (26 ат. % Th) ^ «ThCu3,e» + ThCu2 (980° С); 20 40 60 ВО 100 ТЪ}ат°/о Рис. 50. Диаграмма состояния системы Си—Th [31 ж (49 ат. % Th) ^ ThCu2 + ThXu (880^ С) п ж (70 ат.о/о Th) j± Th2Cu + Th (1000° С). Также противоречивы данные о растворимости Th в Си в твердом состоянии. Наиболее вероятны данные работ [3,4], в которых утверждается, что растворимость Th в Си при 946° С составляет менее 0,1 вес. % [4], а при 900° С очень пезначительпа [3]. Соединение Th2Cu имеет тетрагональную решетку типа CuAL, а = 7,30 А, с = 5,80 А 13] или а = 7,28 А, с = 5,74—5,75 А [5, 6]. У соединения ThCu2 гексагональная решетка типа А1В2, а = 4,383 А, с = 3,496 А [3], а = = 4,35 А, с = 3,47 А [5], а = 4,387 ± 0,001 А, с = 3,472 ± 0,001 А [6]. Орторомбическую решетку типа СеСи6 имеет соединение ThCu6, а = 8,1103 А, Ь = 5,081 А, с = 10,104 А [3]. Литература 1. Хансен М.у Андеркс К. Структуры двойных сплавов, т. II. М., Металлургиздат, 1962, с. 684—686. 2. Эллиот Р. Я. Структура двоив ых сплавов, т. 2. М., «Металлургия», 1970, с. 392—393. 3. SchiltzR. /., Stevens Е, Я., Carlson Q. TV.— J. Less- Common Metals, 1971, 25, N 2, 175—185. 4. Raub £., Engel M.— Z. Electrochem., 1943, 49, 487—493. 5. Baenzlger N. C, Rundle R. E., Snow A. J.— Acta crystallogr., 1956, 9, 93—94. 6. Matthias В. Т.— Phys. Chem. Solids, 1961, 19, 130—133. 60
Медь — тулий Методами металлографического анализа и измерения удельпого электросопротивления и твердости была исследована растворимость Тт в Си и установлено, что со стороны меди в системе образуется эвтектика при температуре 850—870° С [1]. Формула соединения, входящего в эвтектику, не определялась. Растворимость Тт в Си в твердом состоянии незначительна и при эвтектической температуре составляет 0,05—0,07 вес. % Тт. " В работах [2, 3J определена структура двух шггерметаллических соединений этой системы— TmCu и TmCu2. Соединение TmCu имеет кубическую решетку типа CsCl, а = 3,414 ± 0,001 А [2]. У TmCu2 решетка ромбическая типа СеСи2, а -= 4,266 ± ± 0,005 А, в = 6,697 ± 0,005 А, с = 7,247 ± ± 0,005 А [3]. Литература 1. Вочеар Я- Р., Ласова Е. В.— В сб.: Редкие металлы в цветных сплавах. М., «Наука», 1975, с. 12—16. 2. Chao С. С, Luo Н. £., Duwez P.— J. Appl. Phys., 1964, ЗГ>7 257—258. 3. Storm А. Я., Benson К. £.— Acta crystallogr., 1963, 16, 701—702. Медь — углерод То системе Си — С в литературе имеются сведения о растворимости С в Си [1—3]. В работе [1] установлено, что растворимость С в жидкой Си в вес. % составляет—0,0001 при 1100°, 0,00015 при 1300°, 0,0005 при 1500° и 0,003 при 1700°. Данные работы [2J подтверждают исследования работы [1]: при температуре 1150° С растворимость С в жидкой меди составляет около 0,0026 ат. (0,0005 вес.%). Растворимость С в твердой Си исследовалась авторами [2. 3]. По предположению авторов [2] растворимость должна быть чрезвычайно малой вследствие того, что С не диффундирует через твердую Си. В работе [4] сообщается о приготовлении химическими методами соединений Си2С2 и СиСа. В работе [5] имеются указания, что вблизи температуры кипения медь растворяет до 1 вес. (5 ат.)% С, который даже при резкой закалке выделяется из раствора в виде графита. Литература 1. ВеЬет М. В., Floe С. F.—Trans. AIME, 1946, 166, 128—141. 2. Fisher /., Schmidt W.— Z. Erzbergbau und Metall- huttenwes., 1956, 9, 284—288. 10 3040 50 60 70 90 U.ftr.% 600 ■ ■——' ■ ■ ■ —— ■ Си Ю 20 30 40 SO 60 70 80 90 100 и}ап7.% Рис. 51. Диаграмма состояния системы Си—U [3] °ь 1200\ 1000 \ 800 600 400 йьР \ 1 \ / 1 \ / 1 \ / .7W у %Ч 1й,72 1 | се + (ji3P l \ 833° 1 1 1 1 Си3 1_ 49 P+CuPz 1 CuPz 1 1 ж ж + CuPz 5S£'_\ СиР2^Р 1 Си 20 40 60 80 100 Рис. 52. Диаграмма состояния системы Си—Р [2] 3. McLellan R. в.—Scripta metallurgy 1969, 3, N 6, 389—391. 4. Шанк Ф. А. Структуры двойпых сплавов. М., «Металлургия», 1973, с. 185. 5. Григорович В. К. Электронное строение и термодинамика сплавов железа. М., «Наука», 1970, с. 258. Медь — уран Диаграмма состояния системы Си — U, исследованная в работе [1] методами термического и микроскопического анализа, приведена на рис. 51. Со стороны Си в системе Си—U имеет место протекание эвтектического равновесия при температуре 950° по '^реакции ж (8 ат. (24,5 вес. )%U) z* Си + UCu5. Существование фазы UCu5 (42,84 вес.% U), которое образуется, по-видимому, по перитек- 61
тической реакции при 1052°, подтверждено рентгеновским исследованием [2]. Система Си—U характеризуется также наличием области несмешиваемости протяженностью ~ 22,5 ат. (52 вес.) до 95 ат. ((J8,5 вес.) °о U примонотектической температуре 1080' С. В работе [3] указывается па возможность суще- ствования еще одного или нескольких соединений. Растворимость элементов в твердом состоянии недостаточно изучена. Фаза UCu5 имеет ГЦК решетку с 24 атомами на элементарную ячейку тина MgCu2 и а = 7,033—7,038 А, что указывает на некоторую растворимость в пей Си |2]. Но данным работы И] состав и период решетки соединения Cu5U, образующегося в опытах с диффузионными парами, отклоняются от равновесных, что удовлетворительно объясняется влиянием внутренних напряжений, возникающих при диффузии [5J. Литература 1. Wilhelm И. A., Carlson О. N.— Trans. ASM, 1950, 42, 1311-1325. 2. Baenziger N. S.y Bundle R. E., Snow A. /., Wilson A. S.— Acta crystallogr., 1950, 3, 34—40. 3. Хансен Л/., Андерко УГ. Структуры двойных сплавов, т. II. М., Металл у ргиздат, 19(52, с. 691—692. 4. Adda У. е. а.— С. г. Acad. sci. Taris, 1960, 250, 115-117. 5. Beyeler Л/-, Adda У.— С. г. Acad. sci. Paris, 1961, 253, 2967—2969. Медь — фосфор Диаграмма состояния системы Си — Р исследовалась в работах [1] до 25 ат. % Р и в работе [2J в области концентраций 25 — 100 ат. 9оР. На рис. 52 представлена диаграмма состояния системы Си — Р по данным работы 12], построенная методами дифференциального термического, микроструктурного и релтгепо- фазового анализа. Частная система Си — Сн3Р построена на основании литературных данных [1. 3, 4]. Со стороны Сп система Си — Сп3Р является диаграммой эвтектического типа. Эвтектическая точка лежит при 15,72 ат. (8,38 вес.) % Р и температуре 714 С. Температура плавления соединения Си3Р — 1022° С. При температуре эвтектики в Си растворяется 3,4 ат. (1,7 вес.)% Р. Эти данные близки к данным работы [3], которые авторами [11 принимаются за наиболее надежные. В работах, приведенных в [Ц, для температуры эвтектики «с» 4- Си3Р даются значения — 615, 020, 707, 710 или 714°С [3], а для концентрации Р в эвтектике — 10,9—18,6 ат. (9—10 вес), 15,4 ат. (8,2 вес) или 15,7 ат. (8,38 вес)% Р 131. Температура плавления соединения Си3Р составляет 1005, 1018 или 1023 С. В области концентраций сплавов, лежащих в интервале Си3Р—СпР2, авторами [2] установлено эвтектическое равновесие при температуре 833° С. Состав эвтектической точки — 49 ат. (32 вес).%Р. Область гомогенности соединения Си3Р распространяется до 31 ат. %Р при эвтектической температуре и до 27,5 ат. % Р при 700' С. Температура плавления соединения СпРо— 891С. В области частной диаграммы СнР2 — Р авторы работы [2] построили кривую ликвидуса на основе экстраполяциоииого уравнения. Предполагается также кристаллизация вырожденной эвтектики со стороны Р при температуре 590° С. Указаний о существовании соединения Сп5Ро, СиР или каких-либо других фосфидов, как это сообщалось в ранней литературе на основании малодостоверных данных, не имеется [1, 5]. Растворимость Р в Сп по дапным микроскопических исследований [11 и измерения периодов решетки [1, 61 дана в табл. 8. Таблица 8. Растворимость I* в Си Температура. СС 280 300 ■400 500 600 700 71'i Растворимость Данные [1] 1 1,0(0,5) 1 — 1,2 (0,С) — 1,6 (0,8) — 2,3(1,15) , ат. (вес) % Данные И, 6] _ 1.2 (0,6) 1,7 (0,85) 2,2 (1,1) 2,8(1.4) 3.1 (1,7) Соединение (ai3P имеет гексагональную решетку с 6-ю формульными единицами Си3Р па элементарную ячейку и параметрами а ■= - 15/J5 А, с = 7,12+0,02 А, с а - 1.02 (структурный тип DO.n) [1, Г), 6J- Рентгенограмма соединения СиРо очень сложна [5|. Литература 1. Хансен А/., Аадерко К. Структуры двойных сила- лов, т. 11. М., Моталлурглздат, 1902, с. 650- 052. 2. Пшестанчип В. Р., Гуков О. >/., Анохин В. 3.— 11.Ш. ЛИ ССС1\ Неорг. матер., 1972, 8, № 6, 1015— 1018. 3. LUidlie/ W. Е.— Metals and Alloys, 1033, 4, 85-87. 4. Heyn E.. Bayer О.— Z. anorp. Cbeni.. 1907, 52, 129 — 151. 5. Haraldsen II.— Z. anorg. Cliem., 1939, 240, 337 — 354. C. Mertz J. C, Mathewson С II.— Trans. ATME, 1937, 124, 59—77. 62
Рис. 53. Диаграмма состояния системы Си—Сг [1,5] 1200 W00 BOO 600 WD \wbj° \ ос ^ 1 \ж+ос 1 +-U , 1 ж 1014,8° <х+р 1 £шй г \~ Г^жч-П —\ Си 0,2 0,4 0}6 0,ff 7,0 1,2 1,4 1,6 СГ/Л7.% Рис. 54. Диаграмма состояния системы Си—Сс [2] Медь — хром Диаграмма состояния системы Си—Сг наиболее подробно исследована в области концентраций сплавов, богатых медью [1—5]. Полностью диаграмма приводится в работах [С, 7]. В работе [5] указывается на существование области несмешиваемости в жидком состоянии, имеющей место при концентрациях хрома 37—93 вес. (42—94 ат.)% и температурах выше 1470° (монотектическая горизонталь). В работе [7] (на основании термодинамического расчета и по данным о параметрах межатомпого взаимодействия компонентов в жидких и твердых растворах) указывается на отсутствие несмешиваемости в жидком состоянии. На рис. 53 показана часть диаграммы Си—Сг, построенная методом прецизионного термического анализа, а также на осповании металлографических и рентгеноструктурных исследова- V 40 50 50 70 80 90 Се. am. °/o Таблица 9. Растворимость Сг (вес. %) в Си при различных температурах но данным [1—5] Температура, °С 1 Эвтектическая 1050 1030 1000 980 950 910 900 840 800 700 500 Ш ]1] '0,7 0,0 — 0,4 0,25 — 0,17 0,1 — — , — [2] 0,65 0,48 — 0,35 — — — 0,2 — — — — [3] __ 0,5 — М 0,3 — 0,25 — — 1 — 0,05 0,03 [М 1,25 — — 0,8 — — — 0,5 0,25 — 0,1—0,05 — [5] 0,63 — 0,46 — 0,33 — 0,22 — 0,14 — <0,1 — 6?
ний [11. В структуре сплавов присутствуют две фазы: твердые растворы на основе меди (а) и хрома (Р). При температуре 1074,8° установлено эвтектическое превращение, концентрация хрома в эвтектической жидкости составляет 1,28 вес. (1,56 ат.)%. Растворимость Сг в Си в твердом состоянии изучена методами металлографического [2,3, 51, химического [31, рентгеноструктурного [1, 4, 51 анализов и измерением электросопротивления [21. В работе [81 приведено уравнение для расчета растворимости. Данные различных авторов о растворимости Сг в Си приведены в табл. 9. Растворимость Си в Сг в твердом состоянии изменяется от 0,16 при 1300° до 0,085 ат.% Си при 1150° [71. Литература 1. Bio Т.— J. Japan Inst. Metals (NKG), 1957, 21, N 5, 337—340. 2. Hibbard W. Я., Rosi F. В., Clark^H. 7\, O'Herron R. /.— Trans. AIME, 1948, 175, 283—294. 3. Alexander W. O.— J. Inst. Metals, 1939, 64, 93— 109. 4. Corson M. G.— Trans. AIME, 1927, 77, 435. 5. Захаров М. В., Осинцев О. Е.— Изв. вузов, Цветная металлургия, 1967, JMs 5, 152—155. 6. Хансен М.У %Андерко Я. Структура двойных сплавов, т. I. M., Мета тлургиздат, 1962, с. 555—556. 7. Кузнецов Г. М., Федоров В. Я., Роднянская А, Л. Изв. вузов, Цветная металлургия, 1977, № 3, 84—86. 8. Williams R. 0.— Trans. ASM, 1960, 52, 530—544. Медь — церий Диаграмма состояния системы Си—Се исследовалась рядом авторов [1] и окончательно установлена в работах [2, 3]. На рис. 54 приведена диаграмма состояния системы Си—Се по данным работы [2], полученная методами дифференциального термического, металлографического и рентгеновского анализов. Система Си—Се характеризуется наличием пяти иптерметаллических соединений, два из которых СеСи6 и СеСи2 плавятся конгруепт- но при температурах 938 и 817° С, а три — CeCu5, CeCu4 и СеСи образуются по перитекти- чеекпм реакциям ж \- CeCue ^± СеСиБ (798° С), ж + CeCu5 £± CeCu4 (796° С) и ж + CeCu2 a ^ СеСи (516° С), соответственно. В системе протекают три эвтектические реакции алг(9ат.% Се) ^ Си + СеСив, ж (26 ат.% Се) ^ ^ СеСи4 -f СеСи2; ж (~ 72 ат. % Се) ^ СеСи + г Се при температурах 876, 756 и 424° С, соответственно. В более ранних работах [1,4] нет упоминания о соединении СеСиБ. Растворимость Се в Си по данным работы [5] составляет при 850° С — 0,1 ат. (0,22 вес.) %, 800° —0,045 ат. (0,1 вес.)% и120° —0,03 ат. (0,066 вес.) %, а по данным работы [6] при 800° С — 0,067 ат. (0,15 вес.)%, 500° - 0,022 ат. (0,05 вес.)%, 20°— 0,0135 ат. (0,03 вес.)%. Максимальная растворимость Си в твердом состоянии в усе и бсе указана ~0,5 ат.% при температуре распада твердого раствора на основе бсе 708° С [2]. Добавки Си понижают температуру у ^± б полиморфного превращения Се с 720 до 708° С до образования реакции (бсе) ^ ^ (Тсе) + ж {К ат.% Си). Соединение CeCue имеет ромбическую решетку с четырьмя формульными единицами на элементарную ячейку, а = 8,08 A, b = 5,09 А, с = 10,17 А [7]; в работе [8] установлено, что решетка относится к пространственной группе Рпта\ а = 8,112 ± 0,001 А, Ъ = 5,102 ± 0,001 А, с = 10,162 ± 0,005 А. Соединение СеСи5 имеет гексагональную решетку типа CaCu5, a = = 5,14 ± 0,01 А, с = 4,11 ± 0,01 А [2, 9]. Решетка соединения СеСи4 приблизительно идентифицирована ромбической, пространственная группа Рппт или Рпп2, а = 4,54 ± ± 0,01 А, Ь - 8,10 ± 0,01 А, с = 9,19 ± ± 0,01 А [2]. Решетка соединения СеСи2 объемноцентриро- ванная ромбическая структурпой группы Imraa с четырьмя формульными единицами на элементарную ячейку, а = 4,43 ± 0,001 А, Ь ~ = 7,05 ± 0,02 А, с = 7,45 ± 0,02 А [10, И]. Решетка соединения СеСи ромбическая структурной группы Рпта (четыре формульные единицы на элементарную ячейку), а = 7,30 ± ± 0,02 А, Ъ = 4,30 ± 0,02 А, с = 6,36 ± ± 0,2 А [101. Литература 1. Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов, т. I. М., Металлургиздат, с. 478. 2. Rhinehammer Т. В., Etter В. Е.% Selle J. £., Tucker Р. Л.—Trans. AIME, 1964, 230, 1193—1198. 3. Etter П. £., Selle J. E.— Trails. AIME, 1964, 230, 591—593. 4. Гшнейднер li. Сплавы редкоземсльтшх металлов. M., «Мир», 1965, с. 155—156. 5. Корольков А. М., Лысое а Е. В.— Веб.: Структура и свойства легких сплавов. М., «Наука», 1971, с. 17—20. 6. Дуйсемалиев У. #., Пресняков А. Л. —SKHX, 1964, вып. 9, 2258—2259. 7. BystronTA., Kierkegaard P., Knop О.— Acta chem. scand., 1952, 6, 709—719. 8. Cromer D. T, e. a.— Acta crystallogr., 1960, 13, 913 gig 9. Dwight A. E.— Trans. ASM, 1961, 53, 479—500. 10. Larson A. 5., Cromer D. T.— Acta crystallogr., 1961, l'i, 73—74. 11. Storm A. R., Benson K. £.— Acta crystallogr., 1963, 16,701—702. Медь — цинк Диаграмма состояния Си—Zn изучена во всем интервале концентраций сплавов, и подробный обзор работ, включая 1956 год, приведен в [1]. Диаграмма Си—Zn, показанная на 64
&OZn,ffec.% Рис. 55, Диаграмма состояния системы Си—Zn [1,8— 10, 12] рис. 55, построена по данным работ [1—3, 8—10, 12]. В работах [2, 3] на основании термического и металлографического анализов определены температуры ликвидуса и нонвариант- ных равновесий (см. также [11). Ликвидус системы Си—Zn состоит из шести ветвей первич- пой кристаллизации фаз а, Р, у, 6, е и п. Система характеризуется наличием пяти нонва- риаапшх перитектических превращений (ат.%) 1) ж (30,8 Zn) + а (31,9 Zn) ^ Р (36,1 Zn) при 902°; 2) ж (59,1 Zn) + р (56,5 Zn) z± у ПРИ 834°> причем составы жидкости и у-фазы одинаковы в пределах ошибки опыта; 3) ж (79,55 Zn) ' y (69,2 Zn) ^ 6 (72,4 Zn) при 700°; 4) ж (88 Zn) J- 6(76 Zn) z± e (78 Zn) при 597°; 5) ж (98,3 Zn) - e (87,5 Zn) j± n (97,3 Zn) при 423°. 90 WO Zn, am. °/o Границы области существования а-твердого раствора на рис. 55 построены по данным металлографических [4—С], рентгеновских [6—8] и электронномикроскопических [6] исследований, которые хорошо совпадают. Растворимость Zn в твердом растворе на основе меди сначала увеличивается от 31,9 ат.% при 902° до 38,3 ат.% при 454° [5], а затем понижается и составляет 34,5 ат. % Zn при 150° и 29 ат. % Zn при 0° [81. В работе [9] указывается на два превращения в области а-фазы и установлено существование двух модификаций ах и а2 (см. рис. 55). Область р~фазы, определенная металлографическим и рентгеновским анализом, находится в пределах 36,1 ат.% Zn при 902°, 56,5 ат.% Zn при 834°, 44,8 ат. % Zn при 454° и 48,2 ат. % Zn при 468°. В интервале температур 454—468° происходит превращение |3 ^± |3', которое является упорядочением [1]. В работе [101 показано, что фаза Р' распадается по эвтектоидной реакции Р' ^ а -\- у при температуре ~255°. О протекании эвтектоидной реакции упоми- 5 Двойные системы 65
нается в [11]. По данным [7] эвтектоидный распад Р'-фазы происходит выше 100°. Фаза у по данным рентгеноструктурного анализа существует в четырех модификациях [121: до температур 250—280° стабильна фаза у"\ выше 280° устойчива фаза у», которая при 550—650° переходит в у'\ выше 700° существует высокотемпературная модификация у. Фаза 8 находится в интервале температур 700—558° и при 558° распадается по эвтектоид- ной реакции 6 ^± у + в [1]. Область е-фазы охватывает пределы концентраций 78 ат.% Zn при 597° и 87,5 ат.% Zn при 423° [1, 13]. Растворимость Си в г|-твердом растворе на основе Zn уменьшается от 2,8 ат.% при 424° до 0,31 ат.% при 100° [1]. Параметр решетки а-твердого раствора на основе Си при 5 ат.% Zn составляет 3,620 А [14], а при увеличении содержания Zn от 11,41 до 33,56 ат.% изменяется в пределах 3,6327— 3,6898 кХ соответственно [8]. Фаза р имеет объемноцентрированнуто кубическую решетку типа W, а фаза р' — упорядоченную объемыоцентрированную решетку типа CsCl. Параметр решетки Р' возрастает от 2,9498 до 2,9522 кХ при увеличении содержания цинка от 48,23 до 49,3 ат. % [8]. Структура у-фазы соответствует так называемой у-латуни и построена на основе стехиомет- рического состава Cu5Zn8 с соотношением числа валентных электронов к числу атомов, равным 21 : 13. Фаза у'" имеет ромбическую решетку с параметрами а = 5,11 кХ\ Ъ — 3,65 кХ и с = 5,28 кХ [19]. Фаза у представляет собой кубическую структуру с элементарной ячейкой, содержащей 52 атома, параметр ее равен 8,870 кХ [10]. Структура и параметры решетки фаз у' и y не определены. Фаза 6 имеет объемноцентрированную решетку с а = 3,00 А при 600° для сплава с 74,5 ат.% Zn [1]. Фаза е имеет гексагональную решетку типа Mg [1]. Литература 1. Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов, т. И. М., Металлургиздат, 1962, с. 693—699. 2. Яиег i?., Kremers К.— Z. anorg. Chem., 1929, 184, 193 231. 3. Schramm /.— MetallwirtecLaft, 1935, 14, 995—1001, 1047—1050. 4. Hume-Rothtry W., Mabbot G. W., Channel-Evans К. M.— Philos. Tians. Roy. Soc. London, 1934, A 233, 74. 5. Genders R., Bailey C, L.— J. Inst. Metals, 1925, 33, 213 221 6. Erez G.— J. Inst. Metals, 1962, 90, N 10, 403. 7. Massalski 7 . В., Kittl J. E.— }. Austral. Inst. Metals, 1963, 8, 91—97. 8. Rao S. S., Anantharaman T. R.— Z. Metallkunde, 1969, 60, N 4, 312—315. 9. Григорьев А* Т., Соколовская Е. М., Пятницкий В. Я.— ЖНХ, 1957, 2. № 7, 1546—1551. 10. Shlnoda G., Amano У,— Trans. Japan Inst. Metalsr 1960, 1, 54—57. 11. Ljungstromer £.— Stoperitidende, 1974, 40, N 1, 5—9. 12. Мелихов В. Д., Косымбекоеа К. /Г., Полякова Г. /7., Пресняков А. Л.— ФММ, 1963,10, вып. 5, 700—702. 13. Massalski Т. В., King П. W.— Acta metallurg., 1962, 10, 1171—1181. 14. Гуляев А, П., Трусова А. Ф.— ЖТФ, 1950, 20, вып. 1, 66—78. Медь — цирконии Диаграмма состояния Си — Zr исследовалась многими авторами особепно подробно в области сплавов, богатых медью [1—13], методами термического [1, 2, 4—7, 12, 13], металлографического [1—8, 10, 12, 13], локального микрорент- геноспектрального [6,7,13] анализов, а также измерением электропроводности [9, 10] и твердости [11]. Все авторы указывают, что со стороны меди диаграмма Си—Zr является эвтектической. Одпако данные о температуре эвтектики и составе эвтектической жидкости, а также фазе, находящейся в равновесии с твердым раствором на основе меди, противоречивы (см. табл. 10). В более ранних исследованиях формула ближайшего к меди соединения указывалась как ZrCu3 или ZrCu4. Авторы работы [7], которые провели тщательное исследование сплавов, богатых медью, используя методы дифференциального термического и микрорентгеноспект- рального анализа, установили, что твердый раствор на основе меди находится в равновесии с соединением ZrCuB (22,3 вес.% Zr), которое образуется по перитектической реакции (температура в работе не установлена) при взаимодействии жидкости и конгруентно плавящегося соединения ZrCu4 (26,41 вес.% Zr), температура плавления которого составляет 1113° С. Сле- Та блица 10. Данпые различных а второй о температуре и составе эвтектики и о богатом медью соединении Эвтектика Состав, ат. % 9,1 9,4 10,0 6,5 — 9,8 8,85 8,0 8.2 температура, °С 964 980 977 — 980 970 97J 9G5 967 Богатое медью соединение формула ZrCUs Z*Cu3 ZrCus ZrCu3 или ZrCu4 — ZrCu4 ZrCub — Zr2Cii9 температура гигавлснил,°С 1138 1115 1100 — — Образуется по перитектической реакции — 1010 Литературный источник m [2] 131 14] [5] Г6] f7] [12] ' [13] 66
90 Ъгл 8ес.°/о WOO 1200 \ Рис. 56. Диаграмма состояния системы Си—Zr [4, 7,13] дующее соединение Zr2Cu6 (36,48 вес.% Zr) образуется также по перитектической реакции при 1070°. Никаких признаков существования соединения ZrCu3 не было найдено. В отличие от [7] автор [131 указывает на существование соединения Zr2Cu9, образующегося по перитектической реакции при 1010° [ж (И ат.% Zr) -f Zr2Cu7 ^ Zr2Cu9] и соединения Zr2Cu7, плавящегося конгруентно при 1104°. Соединения Zr2Cue (24 вес. % Zr) и Zr2Cu7 (29всс. %Zr) имеют области гомогенности, протяженность которых составляет 3,0 и 1,4 ат.% соответственно [13]. На рис. 56 приведена диаграмма состояния Си — Zr, построенная по данным [7] до 30 ат.% Zr, и по данным [41 в интервале 30—100 ат.% Zr. Температура эвтектоидной реакции при 810° принята согласно работе [14]. Zr, am. °/o t Помимо трех указанных соединений (ZrCu6t ZrCu4 и Zr2Cn5) в системе образуются еще три соединения Zr2Cu3 (48,9 вес.% Zr)-ZrCu (58,94 вес. % Zr) и Zr2Cu (74,17 вес.% Zr% плавящиеся конгруентно при 895, 935 и 10СЮ0 соответственно [7]. В области сплавов, содержащих 30— 100 ат. % Zr, кристаллизуются четыре эвтектики при 885, 890, 928 и 995° (см. рис. 56). Максимальная растворимость меди в pZr при 995° составляет 5,3 ат.% [4]. Согласно [15] растворимость Си в Zr следующая: 5,25; 4,67; 3,94 и 2,79 ат.% при 960, 925, 890 и 850° соответственно. Данные различных авторов о растворимости Zr в Си в твердом состоянии приведены в табл. 11. Структура соединения Zr2Cu идентифицирована в работе [16] тетрагональной, типа Si2Mu : а = 3,220 А, с = 11,183 А. В работе [4] указываются следующие значения параметров: а = 4,536 А и с = 3,716 А.
Таблица 11. Растворимость Zr в Си (пес. %) при различных температурах Температура, °С Эвтектическая 950 900 850 800 700 600 500 400 300 200 20 [2] 1,0 0,9 — 0,7 0,43 0,28 0,25 0,07 0,03 — 1 15] 0,24 0,18 0,11 0,07 — — — — [€1 0,17 — — — — — — — — [8] 0.15 0,12 0,092 0,073 0,046 0,02 0,01 — — [9] 0,11 — 0,085 — 0,06 — 0,03 0,02 0,01 [1о] — — 0,144 0,06 — 0,045 — — 0,022 [11] 1,0 0,9 — — 0,3 — — — /W /200 то — т Литература 1. Allibone Г. Е., Sykes С — J. Inst. Metals, 1928, 39, 173—179. 2. Погодин С. Л., Шумоеа И. С.— Изв. сект, физ.- хнм. анализа АН СССР, 1940, 13, 225—232. 3. Ruub Е.у Engel M.— Z. Metallkunde, 1948, 39, 172-177. ' 4. Lundin С. Е., McPfierson D. /., Пarisen M.— Trans. A1ME, 1953, 197, 273—279. 5. Showak W.— Trans. AIML, 1962, 224, N 6, 1297—1298. 6. Donachie M. /.— J. Inst. Metals, 1964, 92, N 6, 18-). • 7. Perry A. /., Jjugi w.— J. Inst. Metals, 1972, 100, N 12, 378—380. 8. Saarivirta M. /.— Trans. A1ME, 1960, 218, 431 — 437. 9. Zwicker £\ — Metall, 1962, 16, No, 409—412. 10. Корольков А. Л/., Лысоеа Е. В.— В сб.: Структура и свойства легких сплавов. М., «Наука», 1971, с. 17—20. 11. Загаров Л/. В., Степанова М. В.у Глазов В. М.— МиТОМ. 1956, № 3, 23—27. 12. /хирольков А. 71/., Лысоеа Е. В., Гулей Л. С.— Изв. АН СССР, Металлы, 1971, № 6, 184—189. 13. Роднянская А. Л. Авторефераткандид. диссертации на тему: «Исследование сплавов и термодинамический расчет диаграмм состояния систем Си—Сг—Zr и Си -Сг—Zr—Ca». M., МИСиС, 1977. 14. Piclesimer M. L., Rittenhouse P. L.— U. S. Atom. Energy Сошга., ORNL-3160, 1961, 48—51. 15. Douglass Я. L., Morgan R. E.— Trans. AIME, 1959, 215, N 6, 869—870. 16. Nevitt M. У.— U. S. Atom. Energy Comm., ANZ, 6330, I960. 164—175. Медь — эрбий Диаграмма состояния системы Си—Ег исследована во всей области концентраций [11 и в интервале 50—100 ат.% Ег [2, 3]. На рис. 57 приведена диаграмма состояпия системы Си — Ег по данным работы [1], построенная методом термического, микроструктурного li рентгеновского анализов. Система Си — Ег характеризуется наличием пяти химических соединений, три из которых ЕгСиу, 20 £0 00 00 Iv^am °/c Рис. 57. Диаграмма состояния системы Си—Ег [1] ЕгСи2 и ЕгСи плавятся конгруентно при Ш10, 935 и 1055° С соответственно, а два — ЕгСи5 и ЕгСих образуются по перитектическим реакциям ж (16,5 ат.% Ег) + ErCuy j± ErCu5 и ж (28 ат. % Ег) + ErCuy ^± ErCuK при температурах 1005 и 940° С соответственно. В системе при температурах 895, 885, 905 и 880° С имеют место эвтектические равновесия, идущие по реакциям ж (9,5 ат. % Ег) ^ Си + ЕгСи5; ж (30 ат.% Ег) ^ ErCuv + ЕгСи2; ж (40 ат.% Ег) т± ЕгСи2 + ЕгСи и ж (69,5 ат.% Ег) ^ ^1 ЕгСи -+- Ег. По данным работы [21 первая к стороне Ег эвтектическая точка определена при содержании 76,5 ат. (89 вес.)% Ег и температуре 860°, а по данным работы [31 — при 71,8 ат. (87 вес.)% Ег и 845° С. О существовании соединения ErCu2 указано также в работах [4—6]. Растворимость Ег в твердой Си составляет менее 0,52 ат. (0,2 вес.) % [2]. Решетка ЕгСи кубическая типа CsCl [4], а = 3,43 ± ± 0,01 А [2, 4]. Решетка •соединения ЕгСи2 объемноцентрированиая ромбическая типа CeCuQ, а = 4,275 ± 0,005 А, Ъ = 6,726 ± ± 0,005 А, с = 7,265 ± 0,005 А [5]. Литература 1. Buschow К. //./.—Philips Res. Repts, 1970, 25, N 4, 227—230. 2. Э 1лиот Р. П. Структура двойпых сплавов, т. 1. М., «Металлургия», 1970, 375—376. 3. Copeland M., Kato H. — In: Physics and Material Problems of Reactor Control Rods. Vienna, IAEA, 1964, p. 205—317. 4. Шанк Ф. А. Структуры двойных сплавов. М., «Метатдургия», 1973, с. 307. 5. Storm A. /?.7 Benson К. £.— Acta crystallogr., 1963, 16, 701—702. 6. Sherwood R. С, Williams Я. /., Werwick J. Я.— J. Appl. Phys., 1964, 35, 1049—1050. ^
II ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ ТРОЙНЫХ СИСТЕМ Медь — алюминий — барии В системе Си—А1—Ва методом термического анализа построен политермический разрез с постоянным отношением Al/Cu = 55/45 и содержанием Ва от 2,2 до 23 вес.% [1]. В изученной области составов компоненты хорошо смешиваются в жидком состоянии. С увеличением содержания Ва температура первичной кристаллизации сплава повышается. Образования тройной эвтектики не наблюдали. Литература 1. Авалиани А. Ш.,Шулая Л. //., Димитриади В. Л., Циклаури В. Г.— Изв. АН Груа. ССР, 1975, 80, № 2, 373—376. Медь — алюминий — бериллий Фазовые равновесия в сплавах системы Си—А1—Be изучены в работах [1—4]. Наиболее полно и подробно диаграмма состояния Си—Al—Be исследована в работах [1—2] методом термического, микроструктурного, рентгеновского и дилатометрического анализов в области концентраций до 26 вес. % Be и 18 вес. % А1. Образование тройных фаз в сплавах Си—Al—Be в исследованной области концентраций не обнаружено. Проекция поверхностей ликвидуса приведена на рис. 58 [1]. В исследованной области концентраций установлено пять нонвариантных четырехфазных равно- Таблнца 12. Данные о чстырехфазпых равповесиях в сплавах Си—Al—Be критическая точка ^1 *>2 Р* В твердом HUH То же состоя- Тип равнопесил ж bs^P+Yi Р-ЬР'^а-Ьб ■ Р^а bYi+a Температура, СС 1014 890 875 560 490 1. 2. 3. 4. о. веспй, два из них протекают в твердом состоянии. Тип равновесий и их температуры приведены в табл. 12. Линии n^P-i, П3Р1 характеризуют трехфазные перитектические равновесия, Р\Рг, е2Р2, Р2Рз и Р3К — трехфазные эвтектические равновесия. По линиям е1п1 и P3rit протекают трехфазные равновесия с переходом от эвтектического к перитектическому типам равновесий. От К до М распространяется относительный минимум плавления. Фазы р, Р', б систем Си—А1 и Си—Be при высоких температурах образуют непрерывный ряд твердых растворов; Р, Р ', 6 — фазы системы Си—Be, Р, х, у1— фазы системы Си—А1 [5]. Автором [1,2] фазы р' и Vi обозначены у и у' соответственно. Фаза р имеет неупорядоченную, а Р'— упорядоченную объемноцентриро- ванную кубическую решетки. В твердом состоянии сплавы Си—Al—Be претерпевают перитектоидное и эвтектоидное превращения, тип и температуры которых показаны в табл. 12. В работе [1] построены изотермические сечения при 800 (рис. 59), 600 и 500°. При 800° в равновесии с тройным твердым раствором на основе меди находится твердый раствор на основе Р~фаз систем Си—Be и Cu-Al. В работе [2] определены фазовые границы в твердом состоянии при различных температурах, а также установлено, что в тройных сплавах, закаленных из fi-области, образуется сверхструктура типа Си3А1. Литература Nickel О. Z.— Z. Metallkunde, 1957, 48, N 7, 417. Nickel О. Z.— Z. Metallkunde, 1958, 40, N 2, 47. Филин Н. А., Иохелъ Л. Л.— Металлург, 1938, № 12, 81. Апрнкоюв Н. X. Автореферат докторское диссертации «Физпко-хпмическое исследование природы спланоп на медно-бериллиевой основе». М. ИОНХ АН СССР, 1951. Хансен М., Андерко Я. Структуры двойных сплавов, т. I. Металлургиздат, 1962, с. 100—106 и 305—308. 69
Си V 8 е1 12 пг л3 Z0 Ь\}6ес.°и Рис. 58. Проекция поверхностей кристаллизации ди i- граммы состояния системы Си—Al -Be ьи 4 0 /Z /0 20 Рис. 59. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си 41—Be при 800° С Медь — алюминий — ванадий Система Си—А1—V изучалась частично [1] и полностью [2, 3] методами рептгеноструктур- ного и микроструктурного анализов. Согласно данным [2, 3] в системе не образуется тройных соединений. На изотермических сечениях системы при 800 и (30")° С отмечено существование сравнительно широких областей твердых растворов на основе Си и V. Растворимость компонентов в двойных соединениях незначительна. На рис. 00 приведено изотермическое сечение диаграммы Си—А1—V при 000° С. Литература 1. Panseri С, Leoni М.— Alluminio, 1965, 34, N 11, 559. 2. Aravamudham i?., Kokrael S.— Z. Mctallkunde, 1965, 56, N 2, 99. 3. Преварский А. #., Сколоздра Р. B.~ Bicmm Лып- вского университету, cepin xiMiqna, 1971, 12, c. 14—16. Медь—алюмин ий—гафний Система Си—А1—Ш исследована в области концентраций до 33,3 ат. % Ш методами рент- геноструктурного и микроструктурного анализов [1—3]. Построены изотермические сечения при 800 и 500° С. В изученной части диаграммы образуется 8 тройных фаз: Ки h2J H, Л, Y, К, яр, е. В области сплавов, богатых Си, твердый раствор на основе Си находится в равновесии с фазой Рсч-Ai» HfCu3 и тройной фазой К, которая в свою очередь находится в равновесии с фазами a, Pcu-ai и Ycu-ai, HfCu3, Yn H. Ha рис. 61 показано изотермическое сечение диаграммы при 800° С. Фаза ^ (HfCuAl, a = = 5,155 А, с = 8,381 А) имеет структуру типа MgZn2 [21; фаза Kz (HfCuo^Al,^* а = = 7,380 А) — структуру типа MgCu2 [2], а фаза Н (HfCu2Al, а = 6,172 А) — структуру типа MnCu2Al [1]. Согласно [3] остальные фазы имеют следующие составы и структуру (в ат.%): А - 25 Ш, 13 Си, 62 А1 (ШоСиА15); У - 20 Ш, 55 Си, 25 А1; К - 14 Ш, ~71 Си, 15 Al; я]) - 7,7 llf, 50,3-40,3 Си, 42-52 Al (HfCue,5_>52 А1Б.5-в,8); в — 12Hf, 24Cu, 04 Al. Фаза А принадлежит к структурному типу AuCu3 и имеет параметр решетки а = 4,013 А. Фаза я|> кристаллизуется в структурном типе TliMn12. Щ Литература 1. Маркие В. #., Ворошилов Ю. В., Крипякееич П. //., Черкашип Е. Е.— Кристаллография, 1964, № 9, 737. 2. Маркие В. Я., Крипякевич П. if.— Кристаллография, 1968. № 11, 859. 3. Маркие В. Я., Стороженко А. У., Панюта У. А/.— Доповщ! АН УРСР, 1974, А, № 5, 463. Медь — алюминий — германий Строение богатых медью сплавов (до 28 ат. % А1 и Ое) системы Си—Al—Ge изучено методами микроструктурного и рентгеновского анализов при температурах 700, 600 и 550° С [1]. На изотермических сечениях диаграммы показано расположение фазовых областей, включающих следующие фазы: а-твердый раствор па основе Си, (}- и у2~Фазы*>системь1 Си—А1 и £- и е- или ех-фазы системы Си—Hf. На рис. 62 представлено изотермическое сечение диаграммы при 700° С, отличительной особенностью ко- 70
V b'O А o\° W > VAl4 20/ -',' VuAl /> V7Al45 Cu zo 4u / w\ v Al7 /7/77. ,7* #7 /7Z7 Al Рис. 00. Изотермическое сечение диаграммы состояния «системы Си -А1 V при 600° С торого является большая протяженность области £сп_ое-фазы в тройной системе и значительная область гомогенности тройной р-фазы. Фаза £ растворяет максимально 15,4 ат. % А1, при этом содержание Ge равно 9,4 ат. % и сохраняется ее илотноупакованная гексагональная структура. Максимальная растворимость Ge в (3-фазе составляет 6,7 ат. %. При содержании А1 выше 12,5 ат. % фаза £ находится в равновесии с у2- фазой. При охлаждении с 700 до 600° С предельная растворимость А1 в меди возрастает с 18,2 до 19,9 ат. %, а германия в меди — падает с 11,2 до 10,7 ат. %. Область р-фазы сильно сужается, что связывают с протеканием эвтекто- идной реакции р ^ а + у2 в Си — А1 силаве. На изотермическом сечении диаграммы при 550° С р-фаза отсутствует, так как эвтектоид- ный распад этой фазы происходит при 565° С. По сравнению с 600° С растворимость изменяется незначительно и несмотря на исчезновение Р-фазы, область £-фазы остается почти неизменной; фаза £ находится в равновесии с ех-фазой, а не е-фазой. При всех температурах изотерма растворимости ос-твердого раствора слегка выпукла в направлении увеличения концентрации растворимых элементов. Литература 1. RaynorG. V., Greenfield P.— J. Inst. Metals, 1953— 1954, 82, 59. 71
20\ \ 40 Hf Cu3 HfzLu5 Hf7Cu HfCu 60 HfzCu Щ,ат°/о Рис. 61. Изотермическое сечспие диаграммы состояния системы Си—AI—Hf при 800° С 70 24 28 Ge,am.°/o Рис/62. Изотермические сечения диаграммы состояния системы Си—AI—Ge при 700° С Рис. 63. Изотермические сечения диаграммы состояния системы Си—AI -Fe при 1000 (а) и 700° С (б) Медь — алюминий — железо Система Си—AI—Fe исследована в области, богатой Си, в пределах до 14 вес. % А1 и 10 вес. % Fe методами термического, микроструктурного анализов [1, 2] и позднее методами микроструктурного и рентгеноструктурного анализов в работе [3]. Согласно данным [1] в изученной части диаграммы обнаружены четыре фазы: а — твердый раствор А1 и Fe в Си; Fe — твердый раствор на основе Fe; p — твердый раствор на основе соединения Си3А1 и у — твердый раствор (в структуре сплавов, богатых А1). На изотермических сечениях (рис. 63) показано положение фазовых областей в медном углу диаграммы при температурах 1000 и 700°. Температура эвтектоидного превращения (5- фазы системы Си—А1 (565°) не изменяется при добавлении Fe, а эвтектоидная точка смещается в сторону большего содержания А1 и отвечает составу 12,5% А1 и 2% Fe. В соответствии с [3} в области сплавов, богатых А1, подтверждено существование соединений FeCu2Ale, FeCu2Al7, FeCu10Al10 и FeCu10Al18. Последнее существует при температуре ниже 600°С. При 800° С существует только одно тройное соединение FeCii^le- Литература 1. Туркин В. Д., Бахвалова Р. Г.— В сб.: Исследование сплавов цветных металлов. Изд-во АН СССР, 1955, с. 98—105. 2. Haworth J. Б., Hume-Rothery И .— Phil. Mag., 1952, 43, N 341, 613. 3. Преварский А. /7.— Изв. АН СССР, Металлы, 1971, №4, 220. Медь — алюминии — золото В работе [1] рентгеновским методом исследовано влияние А1 на процессы превращения соединения AuCu. При С00° значительное количество А1 растворяется в АиСп, при 400° происходит распад твердого раствора. А1 практически не 72
Cu i 30 5 Ь\%ат.°/о Рис. 04. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си- А1—In ири 650 и 550 °С Рис. 65. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си Al Y при 400° <; Си Z0 40 7] ВО CuAlz ВО А1 ' (if) Ъ\хчт° о влияет на критическую температуру превра- ных твердых растворов ни при одной из изу- щения AuCu. При 360° наблюдается тетраго- ченных температур. Вместе с тем при всех нальная решетка AuCul-сверхструктуры. Литература 1. Н(шЬ Е.у Walter P.- Z. Mitallkunde, 19Г.0, 41, N 8, 240-243. температурах от 550° вплоть до температуры, при которой образуется жидкая фаза, наблюдается равновесие богатого твердого раствора а с тройной фазой у2 (твердый раствор In в уфазе). Характер фазовых равновесий при температурах 550 и 650° приведен на рис. 64. Медь — алюминий — индий Система Си—Al—In исследована в области сплавов, богатых Си, до содержаний 30 ат.% А1 и In методами микроструктурного и рентгеновского анализов [1J. Построено 8 изотермических сечений в интервале температур 550—720е. В тройной системе не обнаружено новых фаз, не считая фаз, которые являются сложными твердыми растворами третьего металла в одной из известных фаз двойных систем. Фаза р в системах Си—А1 и Си—In обозначена pj и р2 соответственно. Обе фазы при закалке претерпевают распад. Было установлено, что объемно- центрированные кубические фазы (электронные соединения 3/2) двойных систем Си—А1 и Си—In не образуют друг с другом попрерыв- Литература 1. Stirling Р. Д\, Паупог G. V. 84, N 3, 57-65. J. Inst. Metals 19Г>5Г Медь — алюминии — иттрий Диаграмма Си—А1—Y неучена методами рент- геноструктурного и микроструктурного анализов [1]. В работе [1] построено изотермическое сечение диаграммы при 400° С (рис. 65). Установлено существование тройных соединений nf, Df <р2и v, из которых только фаза v находится в равновесии с тройным твердым раствором на основе Си. Фаза v представляет твердый раствор [А1 в соединении YCu5(YCu4). Максималь- П
й1,/лг. % Fiie. 06. Изотермическое сечейие диаграммы состояния системы Си—А1—Cd при 20° С Al7 am. °/o Рис. 67. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—А1—Со при 600° С uoe содержание А1 в твердом растворе Y (Си, А1)5 и Y (Си, А1)4 составляет ~45 ат. %, при этом объем элементарной ячейки твердого раствора возрастает от 88,8 А3 для YCu4 до 97,5 А3 для Y2oGu36Al45- Фазы яр и D расположены в алюминиевом углу диаграммы. Фаза яр (YCu4Al8) имеет тетрагональную структуру типа СеМп4А18 (сверхструктура — типа ThMn2), а = 8,72 А, с = 5Д6 Л и с/а = 0,592. Фаза D (YCu0,25-i,o А13,7Б-з.о) характеризуется тетрагональной структурой тина ВаА14, а = = 4,25-4,22 А, с = 9,89-9,83 А, с/а - =» 2,326—2,328. Фаза <р2 имеет состав Y2CuflAl8 и тригоиальпую структуру типа Tti2Zn17, а = 8,79 А, с - 12,84 А, с/а = lf4fil. Литература 1« Заречнюк О. С, Колобнев И. Ф.— Шв. АН СССР* Металлы, 1968, № 5, 208—211. Медь — алюминий — кадмий Система Си—Al—Cd изучена рентгеновским методом в части, богатой Си и Cd, до содержания 30 вес. % А1 [1, 2]. Построенный изотермический разрез при комнатной температуре характеризуется узкими двухфазными областями, исходящими из Cd-угла на поля гомогенности Тг"» &~» £2"» Лг- и 6-фяз, образующихся в системе Си—At. Тройных фаз не обнаружено. Иа рис. 66 приведено изотермическое сечение диаграммы при 20° по данным [21. Литература 1. Чжэн Цзян-сюанъ, Чапь Ю-пип, Ли Дэ-сюапъш — Acta phys. sinica, 1965, № 8, 1487—1493. 2« Чжэн Цзян-сюанъ, Чэнь Жунъ-чжэнь, Чанъ Ю-пин, Ли Дэ сюанъ.— Кэсюэ тунбао, Кехис] топгбао, 1966, 17, № 3, 121—122. Медь — алюминии —[кислород В работе Ц] приготовлено соединение СиАЮ2 и методами рентгеноиского анализа изучена его структура. Соединение СиА102 имеет гексагонально-ромбоэдрическую решетку и изострук- турно соединению CuFe02 со структурой NaIIF2. Параметры гексагональной решетки CuA102 имеют следующие значения: а = = 2,86 кХ, с = 16,95 кХ, с/а = 5,91, а ромбоэдрической решетки — а = 5,884 кХ, с = 28,1°. Литература 1# Hahn #., de Lorenz С.— Z. anorg. Chera., 279, N 5/6, 281—288. Медь — алюминий — кобальт Система Си—А1—Со изучена методами микроструктурного и рентгеноструктурного анализов [1—2]. ; В работе [4] исследована богатая Си часть диаграммы до 16—20 вес. % А1 и 2 вес. % Со. Определены границы фазовых областей а и 74
a -f- Р при 672° и обнаружено существование повой тройной фазы, состав и структура которой не были определены. В работе [2] построены изотермические речения всей диаграммы при 600 (рис. 67) и 800° С. Подтверждено существование ранее 13] обнаруженного соединения Co0t8CubeAl7, область гомогенности которой включает состав СоСи2А17. Согласно [2] диаграмма Си—А1—Со делится областью гомогенности твердого раствора Си в соединении CoAl (Р') и-а две части: довольно простую при А1 < 5 ат.% и сложную при более высоком содержании алюминия. Максимальная растворимость Си в CoAl достигает около 32,5 ат. %. На разрезе с 50 ат. % А1 образуется новая тройная фаза (~37—43 ат.% Си), представляющая собой деформированную структуру CoAl. В области сплавов, богатых А1, образуется соединение Со8Си3оА160 типа Ni2Al3, относящееся к гексагональной сингонии с«.= 1,200, а = 4,116 А, с = 4,938 А. Параллельно области твердого раствора Р' появляется фаза х, которая имеет переменный состав: «1—66 ат.% А1, 14—21 ат.% Со и 13-22 ат.% Си. При составе Co25Cu6i5Al68>5 обнаружена фаза у со сложной структурой, родственной структуре двойного соединения Со4А113. Литература 1. Haworth /. В., Hame-Rothery W.— Philos. Map., 1952, 43, N 341, 613. 2. Сколоздра Р. В., ПреварскийА. П.уЧеркашин Е.Е. — В сб.: Диаграммы состояния металлических систем. М., «Наука», 1971, с. 167—169. 3. Bourn M. G., Brown E. /.— Acta crystallogr., 1956, 9, 911. Медь — алюминий — кремний Система Си—Al—Si в части, богатой Си, исследована в пределах до —'10 вес. % А1 и 10 вес. % Si методами микроструктурного и термического анализов [1]. Построены поверхность ликвидуса, политермические сечения при постоянном содержании 7 вес. % А1 с различным содержанием Si (до 3 вес. %) и при достоянном содержании 2 вес.% Si с различным содержанием А1 (до 8,5 вес.%), а также изотермические сечения при 400, 500, 600, 650, 750, 850 и 955° С. Отличительной особенностью тройной диаграммы в изученной части является присутствие в ней фазы каппы (К) системы Си—Si при таком относительно высоком содержании А1 как 8,5%. Новых тройных фаз не был обнаружено. Вид изотермического сечения при 650° С показан на рис. 68. Литература 1. Wilson F. II.— Тгапз. Amr. Inst. Mining and Me- tallurg. Engs, 1943, 17), 252^282. Медь — алюминий — литий Система Си—Al—Li в области сплавов, богатых Си, изучена до 10—5 ат.% А1 методом рентгеноструктурного анализа [1]. Определен фазовый состав сплавов. Установлено присутствие нового тройного соединения LiCu2Al со структурой типа MnCu2Al (а = 5,875 ± ± 0,004 А). Литература 1. Черкашин Е. Е.у Крипякевич П. И., Олексив Г. И. Наукова конференция, Тези. донов щей, xiiiMin, бюлопя, Львов, 1966. Медь — алюминий — магний Система Си—Al—Mg неоднократно исследовалась, главным образом в связи с изучением фазовых равновесий в области сплавов, богатых А1. Согласно данным [1] в богатой Си части диаграммы (до 25 вес.% А1 и 8 вес.% Mg), помимо двойных фаз системы Си—Al (P, у, б, е) присутствует тройная фаза С/. Фаза U — бер- толлид, образующий широкую область твердых растворов, простирающихся далеко в глубь системы. Твердые растворы фазы U имеют кристаллическую структуру типа MgCu2. Методами термического и микроструктурного анализов установлено наличие четырех нонвариант- ных превращений эвтектического и перитекти- ческого типов. Состав нонвариантных точек, температуры и характер превращений приведены в табл. 13. Таблица 13. Нонпариантпые превращения в медном углу системы Си—Al—Mg 1 щенпе Преврг Ч Рл Рь 1>в Реакция «^u+Bcu-AI+tf «■Hcu-Al^+Pcu-Al ^+YCu-\l^+6Cu-Al ж 1 6С -Al^+eCu-AI Температура' превращения, °С 658 818 775 724 Концентрация, вес. % AI 5,5 11,3 20,5 24,5 Си 87,3 77,7 71,5 67,5 Mg 7,2 8,0 8,0 8,0 Границу области твердого раствора на основе Си при комнатной температуре, 400 и 700° С определяли методом микроструктурного анализа литых и деформированных сплавов, содержащих до 9 вес. % А1 и 4 вес. % Mg [2]. При комнатной температуре имеется достаточно большая область твердого раствора Си. Растворимость Mg и Al в Си довольно резко изменяется с изменением температуры в спла- 75
пах, прилегающих к стороне Си—Mg. На рис. 69 показано положение границы твердого раствора на основе меди при 20 и 700° С. Литература 4. У разов Г. Г., Миргаловская М. С.— Изв. сект. физ.-хим. анализа АН СССР, 1949, 19, 514. 2. Рогелъберг И. Л. Труды НИИ «Гипроцгетмстобра- ботка», 1957, вып. 16, с. 82—89. Медь — алюминий — марганец Система Си—А1—Мл неоднократно подвергалась исследованию [1—51. В соответствии с данными работ [2,4], проведенных методами мнк- роструктурпого анализа и измерения твердости, в богатой Си части диаграмм ел (до 14 вес. 9о А1 и 15 вес. % Мп) присутствуют следующие фазы: а — твердый раствор А1 и Мп в Си; (5 — Си / Ь\^бвс.°/о 1 2 3 Ч 5 Рис. 68. Изотермическое сечение диаграммы состояния Рис. 69. Границы области твердого раствора на основе системы Си—Al -Si при 650° С меди при 20 и 700° С в системе Си—AI—Mff Ш° J+f Ж° £,+/ 4 6 е № /z /t tf Рис. 70. Изотермические сечения диаграммы состояния системы Си—А1—Мп при различных температурах 76
Рис. 71. Поверхность ликвидуса диаграммы состояния системы Си—А1—Мп твердый раствор на основе рфазы двойной системы Си—А1; у — твердый раствор на основе •рфазы двойной системы Си—А1. В изученной части диаграммы не было обнаружено новых соединений. Существование тройной фазы Cu3Mn3Al, обнаруженной в работе [3], не подтвердилось в работе [41. В тройных сплавах эвтектоидный распад Р-фазы происходит при переменной температуре, которая понижается при добавлении в двойные сплавы Ми. Распределение фазовых областей при различных температурах в Си углу диаграммы показано на рис. 70 по данным [21. При исследовании полной диаграммы в работе [5] методами микроструктурного, термического и рентгеновского анализов установлено наличие трех тройных фаз Тг, 1\ и Т3. Фаза 7\ гомогенна в области 1С—20 всс.% Си, 28—30 вес.% Мп, 50—Г>0 вес.% А1, плавится конгру- ciiTiio при 1020°. Фаза Т2 гомогенна в области 49 вес.% Си, 14 вес.% Мп, 37 вес.% А1. Фаза Т3 гомогенна при 58 вес. % Си, 32,5 вес.% Мп и 9,5 вес. % А1, образуется при ~550° по перитек- тоидной реакции из тройного твердого раствора Р И Pmii- В равновесии с богатым Си твердым раствором, обозначенным в этой работе у, при комнатной температуре паходятся фаза Г, Т31 амл и Рмп- Структурно аналогичные фазы у1У у2 и б обозначены в данной работе фазой Г. Поверхность ликвидуса состоит из областей первичной кристаллизации следующих фаз: Уем, Pcu-Ai, Л ecu-Ai, Ллх-аь в (CuAl2), aAi, MnAle, MnAl4, МнА13, MnAl, еА|-мп, бми и Тг (рис. 71). Фазы Рм14, бмп и ecu^Ai при высоких температурах образуют непрерывный ряд твердых растворов. В системе установлено существование 15 четы- рехфазных равновесий. В табл. 14 приведены реакции, протекающие в системе, температура и состав нонвариантиых точек. Фаза Тг имеет ромбическую решетку, фаза Т2 обладает орторомбической решеткой с параметрами а = 12,10 А, в = 24,08 А, с = 19,21 А с 380 атомами в элементарной ячейке, а фаза Т3 имеет кубическую решетку с 24 атомами в элементарной ячейке. 77
Таблица 14. Реакции в системе медь—алюмипий -марганец Критическая, точка Л Ръ Р- Ре Pi Р* Рз р* Е ратура, °С 1135 1020 970 875 830 825 703 700 638 i 628 622 603 582 565 550 547 520 420 400 Реакция ж-\-ъх1 6Mn + MnAl ж \- MnAl ^ 1\ ж fMnAl^Tx + MnAls 6Мп + е «^ Рмп + MnAl ж-\- МпА1ггр + 7Ч ж \- MiiAls^^'i fMnAU ж + МпАЦ^'Л , MnAl» р/е ;-тх<+тг Р/е^Г Т2 ж ,- MnAU^ 1\Л «AI ж г ZZ 1\ +- т] е + Тх ZZ г\ + Га ж + rj^Ti+e е + Тг^Г + Ч Р +" Рми ^ т* ж^Тх i-a + 0 Р + Рмц-Гз + Y Р + Рмп *-^Тъ + Г р^т, + т + г Состав, все. % Си 18 | — 15,5 | — 52 10 8,5 — — 8,0 51,5 — 49 — — 31 — — — Мп 51 — 29 — j 11 13 7 — — , 4,0 3,0 __ 2,0 — — 1,5 — — — А1 31 — 55,5 — 37 77 84.5 — — 88 45,5 — 49 — — 67,5 — ~~ — Литература 1. Dean JR. 5., Long J. /?., Crahem Т. В. е. a.— Trans. Amer. Inst. Mln. Met. Eng., 1947, 171, 70. 2. Туркин В. Д., Чернова Т. С.— В сб.: Исследование сплавов цветных металлов, вып. 1. Изд-во АН СССР, 1955, с. 106—110. 3. Nest D. В. F., Thomas D. L.— J. Inst. Metals, 1956, 85, № 3, 97. 4. Рому В. Г. Труды Ленинградского политехнического института, 1964, № 234, 57—61. 5. Roster W., Godecke Т.— Z. Metallkunde, 1966, 57, № 12, 889—901. Медь — алюминий — никель Система Си—Al—Ni являлась неоднократно объектом исследований [1—5]. Различными авторами использовались методы микроструктурного, рентгеновского, дилатометрического и термического анализов, измерения электропроводности и твердости. В Си углу диаграммы в области концентраций до 20 вес.% А1 и 32 пес. % Ni присутствуют фазы двойных систем. В соответствии с работой [2] в системе имеется тройная фаза т (Cu3NiAle) с деформированной ОЦК решеткой. Фаза Р тройной системы устойчива только при высоких температурах и претерпевает овтектоидный распад при 585° С. Отмечена значительная разница в растворимости А1 и Ni в Си при высоких и низких температурах. Распределение фазовых областей при 400 и 1000° С показано на рис. 72 по данным работы [3]. Добавка Ni к двойным сплавам Си—А1 приводит к повышению температуры эвтекто- идного превращения с 505° до 605° [5]. Затвердевание сплавов тройной системы Си—Al—Ni согласно [1] сопровождается первичным выделением кристаллов NiAl, содержащих медь, изоморфных при высокой температуре фазе Р (Сн3А1). Эвтектическое превращение происходит при температуре 1250° С с выделением кристаллов а + 6 (Ni3Al); ниже 1250° С существуют фазы а + NiAl. Соединения Си3А1 и NiAl образуют псевдо- бинлрпый разрез, который представляет диаграмму с непрерывным рядом твердых растворов [2, 4]. Литература 1. Alexander W. О.— J. Inst. Metals, 1938, 63, 163. 2. Bradley A.J.., Lipson H.— Proc. Roy. Soc, 1938» Л167, 421. 3. Туркин В. Д.— Цветная металлургия, 1941, № 17, 26. 4. Смирягин А. П.— Изв. сектора физ.-хим. анализа АН СССР, 1946, XVI, вып. 2, 180. 5. Haynes В.— J. Inst. Metals, 1954, 83, p. 3, 105. Медь—алюминий — ниобий Диаграмма Си—Al—Nb изучена полностью методом рентгеновского анализа литых и отожженных сплавов. Построено изотермическое сечение диаграммы при 1000° С (рис. 73). В системе установлено существование друх тройных фаз — |ь1 и фазы Лавеса, находящихся в равновесии с cr-фазой. Сплав .состава Nb50Cu25Al25 имсет структуру |1-фазы с параметрами а = 5,027 А, с = 27,410 А, с/а = 5,454. Состав Nb66i7Cu5Al28i3 имеет структуру сг-фазы с параметрами а = 9,935—9.939 А, с = 5,1(Ю— 5,170 А, с/а = 0,519. Сплавы состава Nb33>3Cu33,3Al33.3 и Nb30Cu23Al47 имеют структуру фазы Лавеса типа MgZiu (C14) с параметрами а = 5,025—5,022 А, с =- 8,080— — 8,100 А, с/а = 1,613. Соединения Nb3Al ni NbAl3 растворяют ~5 ат. °« Си. Литература 1. Hunt Coy В., Banian Araramudhatu— 79 Metallkunde, 1968, 59, N 9, 701—707. [Медь — алктпппй — палладий Система Си—Al—Pd изучена частично по разрезам Си—Pd2Al и Си—IMA1 методами микроструктурного, рентгеновского, термического апализов и измерения микротвердости^ 78
Рис. 72. Изотермические сечения диаграммы состояния системы Cu-Al-Ni 1000° С (а) и 400° С (б) Рис. 73. Изотермическое сечение диаграммы состояпил системы Си—AI—Nb при 1000° С
1400 13оо Ь 1200 \г 40 60 ЬО PdzAl ат.°/о Рис. 74. Политермические сечения диаграммы состояния системы Си—Al—Pd а - I'd,Al Си; б — PdAl — Си твердости, плотности и удельного объема [1, 2]. На разрезе Си—Pd2Al (рис. 74, а) отмечено образование тройного соединения (Pd2Al)3Cu, кристаллизующегося из расплава при 1320° и 25 ат. % Си- Твердый раствор на основе этого соединения имеет протяженность при комнатной температуре по содержанию Си 22— 28 ат.%. Характер взаимодействия между соединением Pd2Al и Си, а также между (Pd2Al)3Cu и Си можно представить диаграммами эвтектического типа с эвтектическими точками при 19,5 ат.% Си (температура 1250° С) и 5,2% Си (температура 1050° С) соответственно. Сечение PdAl—Си (рис. 74, 6) представляет собой квазибинарный разрез эвтектического типа. Эвтектика кристаллизуется при 1050°, эвтектическая точка соответствует 72,5— 75 ат.% Си. Соединение PdAl претерпевает полиморфное превращение а->- р -> у ->- 6. Твердый раствор меди в б, y и Р модификациях PdAl эвтектоидно распадается при 8,4, 5 и 3 ат.% Си и температурах 827, 635, 505° соответственно, на твердые растворы на основе более низкотемпературной модификации PdAl и твердый раствор на основе Си. Соединение (Pd2Al)3Cu имеет ромбическую решетку с параметрами а-=5,200 1, 6=4,036 А, с = 6,76 А. 40 60 ВО PdAl ат.°/о Литература Пантелеймонов Л. А., Ханна Азис /О., Соколова Я. Г.— ЖНХ, 1964, 9, № 12, 2743—2798. Пантелеймонов Л. А., Губеева Д. #., Серебряная Н. Р., Зубенко В. В., Пожарский Б. А., Жихарева 3. М.— Вести. Моск. ун-та, «Химия», 1972, 13, № 1, 70—74. Медь — алюминий — празеодим В системе Gu—A1—Рг рентгеновским методом определили кристаллическую структуру сплавов, находящихся на псевдобинарном разрезе РгА12 — 15% PrCu8 HI- Было показано, что кристаллическая структура .сплавов данного разреза относится к типу С75, а = 7,989 А. Литература 1. Oesterreieher Я., Wallace W. E.— J. Metals, 1967, 13, N 5, 475—482. Less-Common Медь — алюминий — селен В работе [1] описан способ получения тройного соединения CuAlSe2 в системе Си—Al—Se и рентгеновским методом исследована его структура. Соединение CuAlSe2 имеет структуру халькопирита (CuFeS2) с параметрами решетки а = 5,60в А, с = 10,90 А, с/а = 1,945. Литература 1. Hahn F., Frank С, Klinger W., Mever A. D., Sforger G.— Z. апогк. Chem., 1053, 271, N 3—4, 153— 170. 80
Рис. 75. Изотермическое ссчепие диаграммы состояния системы Си—А1—Sc при 500° С М$дь — алюминии — сера В работе'*[1] описан способ получения тройного соединения CuAlS2 в системе Си—А1—S и рентгеновским методом исследована его структура. Соединение CuAlS2 имеет структуру халькопирита (CuFeS2) с параметрами решетки а 5,312 А, с = 10,42 A, cla = 1,96,. Литература 4. Hahn #., Frank G., Klinger W., Merer A. D., Stor- ger G.— Z. anorg. Chem., 1953, 271. N 3—4, 453— 170. Медь — алюминий — серебро Богатая медью часть системы Си—А1— Ag изучена методами микроструктурпого анализа и измерения твердости в пределах содержаний алюминия и серебра до 8 вес. % [1]. Построены изотермические разрезы при 500, 600, 650 и 700° и пол и термические разрезы при постоянном содержании 97,5; 95; 92,5 и 80 вес. %Си. В изученной части диаграммы присутствуют фазы: a — твердый раствор на основе меди; тройная фаза р (идентичная Р-фазе системы Си—А1); фаза х — твердый раствор Си и А1 в Ag. При температурах 700—600° в равновесии с а находятся фазы р и к, а при 500° — и и у2 (Си—А1). Граница, разделяющая область a и a -\- к, проходит почти параллельно стороне Си—А1 и соответствует концентрации 1; 2,5; 3,5 и 4,5 вое. % Ag при температурах 500, 600, 650 м 700° соответственно. Литература 4. Panseril С, Leoni M.— Alluminio, 1961, 30, N6, 280—298. Медь — алюминий — скандий| Система Си—Al—Sc изучена в области концентраций до 33,3 ат.% Sc методами рентгено- структурного и микроструктурного анализов [1, 2]. На рис. 75 представлен изотермический разрез диаграммы при 500° С. В системе установлено существование 9 тройных соединений — %, L, г|), А, Z?, С, Z), Е, F — из которых только Е находится в равновесии с богатым Си твердым раствором. Фаза Я (ScCuAl) имеет структурный тип MgZn2. Фаза L (ScCu2Al) относится к структурному типу CsCl. Фаза г|э [Sc(CuAl)12] имеет тетрагональную структуру типа ThMn12 (a = 8,66 А, с = 4,43 A, cla = 0,512) и переменный состав; при составе ScCu4Al8 структура полностью упорядоченная (сверхструктура типа СеМп4А18). Фаза A (ScCuoAl2) имеет ромбическую структуру (а = 8,46 А, В = 8,66 А, с = 14,65 А). Фазе В предписывают формулу Sc^Ci^Al.™* С — ScCu3Al2, D — Sc15Cu65Al20, E —Sc13Cu50Al37 и F — Sc33Cu47A]2o. Литература 1. Теслюк М. /О., Протасов В. С.~ Кристаллография, 4965, 10, № 4, 561—562. 2. А. П. Преварский. Авторсф. канд. диссертации «Исследование тройных систем медь — алюмипий— переходный металл четвертого периода». Львов, Львовский ун-т, 1973. Медь — алюминий — тантал Фазовые равновесия в сплавах Си—А1—Та исследованы авторами [1—2] методами рентгеновского анализа при 1000—1300°. Ими было установлено, что в сплавах Си—А1 —Та образуются три тройных соединения: фаза Лавеса состава Та(СиА1)2 со структурой тина MgZn2f фаза [х состава Та6(СиА1)7 или Ta(CuAl) и еще одна неисследованная фаза. Фаза Лавеса имеет 6 Двойные системы 81
при высоких температурах значительную область гомогенности от состава TaCuAl до ТаСио,6А1ЬБ; параметры решетки изменяются в пределах а = 4,96—5,04 А, с = 8,37— —8,11 А, с/а = 1,688 — 1,608 [2]. Фаза и. обладает гексагональной решеткой с параметрами а = 5,01в А, с = 27,47 А, с/а = 5,47в [2] и находится в равновесии с твердым раствором на основе Си [1]. Литература 1. Oesterreicher #., Nowotny #., Kieffer Д.— Monatsh. Chera., 1965, 96, N 2, 351—359. 2. Nowotny Я., Oestereicher И. Monatsh. Chera., 1964, 95, N 3, 982—989. Медь — алюминий — теллур В работе [1] описан способ получения тройного соединения СиА1Те2 в системе Си—А1—Те и рентгеновским методом исследована его структура. Соединение СиА1Те2 имеет структуру халькопирита (CuFeTe2) с параметрами решетки а = 5,964 А, с = 11,78 А, с/а = 1,97Б. Литература 1. Hahn Я., Frank G., Klinger W., Mever A. D., Stbr- ger G,— Z. anorg. Chem., 1953, 271, N 3—4, 153— 170. Медь — алюминии — титан Диаграмма Си—Al— Ti изучена полностью методами термического, микроструктурного, рентгеновского анализов и измерения микротвердости [1—4J. В системе имеется три тройных соединения. Согласно [3] эти соединения образуются непосредственно из расплава: ~1010° С — Тг (CuJiAl), ~1150° С - Т2 (CuTiAl) и 1280° С — Т3 (CuTi2Al5). В работе [41 эти фазы соответственно обозначены Н, Кг и А. Тройные фазы имеют значительные области гомогенности и находятся в равновесии друг с другом и соответствующими двойными фазами двойных систем. Фаза Хг имеет состав: 33,3 ат.% Ti, 34-44 ат.% А1, 33,7-22,7 ат.% Си. Положение фазы А определяется составом: 25 ат. % Ti, -55—63 ат. % А1, —20-12 ат. % Си. В отличие от работы [3], по данным [4] соединение Ti3Al при 800 и 500° С находится в равновесии с Хх-фазой. Совместная растворимость А1 и Ti в Си определена при температурах 500, 600, 700, 800, 850, 900 и 980° С [1, 21. В сплавах Си—Al—Ti в интервале температур 1280—550° С наблюдается 21 четырехфаз- ное нонвариантное превращение с участием жидкой фазы и две четырехфазные реакции, включающие только твердые фазы. Температуры и характер нонвариантных реакций, про- Таблица 15. Нонвариантные реакции в медном углу системы медь — алюминий — титан Критическая точка Pi Рг Л> Pi Ex Ръ Реакция ж+Г1«±ТСи-А1 + Г2 ^+Pcu-Al^VCu-Al + 7'i ж + аСи^Рсн-А1 + :Г1 ж + аСи ^ CU7Ti2 + Тл ж ^ Г, f Cu7Ti2 + Cu3Ti2 ж -t GuTi H Ti -f Cu3Ti2 Температура, CC 930 1000 1010 900 885 910 текающих в области сплавов, богатых CuT приведены в табл. 15. На рис. 76 показана часть проекции поверхностей солидуса в медном углу диаграммы. Соединение Cu2TiAl имеет кубическую решетку типа Z2b а = 6,01 A; CuAITi — решетку гексагонального типа С14, а = 5,00 А, с/а = 1,62; соединение CuTi2Al5 относится к кубической сингонии Z72, a = 3,927 А. Литература 1. Вигдорович В. Н., Мальцев М. В., Крестовников А. Н.— Изв. вузов, Цветная металлургия, 1958, №2, 142—152. 2. Вигдорович В. 77., Крестовников А. //., Мальцев М. В. Изв. АН СССР, ОТН, 1958t № 3, 110— 113. , 3. Virdis P., Zwicher U.— Ъ. Metallkundc, 1971, 62, N 1, 46-51. ' 4. Маркие В. #., Бурнашева В. В., Рябов В. Р.— Б сб.: Металлофизика, вып. 46, 1973, с. ЮЗ—104. Медь — алюминий — хром [ Система Си—А1—Сг изучена полностью ме- [ тодом рентгеноструктурного анализа в работе [1]. Ранее [2] при исследовании изотермического ■ сечения 600° со стороны А\ угла (до 70 ат. % Си п 70 ат. % Сг) тронных соединений обнаружено [ не было. Диаграммы фазовых равновесий построены \ при 600 и 800° С [13. : В области сплавов, богатых Си, тройных соединений не обнаружено. В части диаграммы, - примыкающей к А1 углу, при 600° С обнаружены - 4 соединения: Л, В, С и D. Соединения имеют ь состав: ^4—15 ат. % Сг, 13 ат. % Си, 72 ат. % А1; В — 15 ат.% Сг, 18 ат.% Си, 67 ат.% А1; С — 20 ат.% Сг, 5 ат.% Си, 70—75 ат. % А1 - и D — 23 ат.% Сг, 20 ат.% Си, 57 ат.% А]. - При 800° С существуют только соединения С \ и D. + Вид изотермического сечения диаграммы при - 600° С в области, богатой медью, показан на - рис. 77. 82
CuTt Ti,tf/77.7< Cu7Tiz Cu3U2 сг7дг P\tam.°/o Рис. 76. Проекция поверхностей ликвидуса диаграммы Рис. 77. Изотермическое сечение диаграммы состояния состояния системы Си—А1—Ti в области сплавов, системы Си—А1—Сг при Ылг С богатых медью Литература 1. Преварский Л. П., Сколоздра Р. В.— Изв. АН СССР, Металлы, 1972, № 1, 193—195. 2. Knappwost А.у Nowotny H.— Z. Motallkuiide, 1941, 33, 153—155. новлено существование четырех нонвариантных превращений, трех перитектического и одного эвтектического типов и двух превращений в твердом состоянии (см. табл. 16), а также гомо- Медь — [алюминий — цинк Фазовым превращениям ь сплавах системы Си—А1—Zn посвящено большое число исследований [1—7,9—14]. В системе Си—A1—Zd обнаружено существование тройного соединения Cu10Al6Zn(77). Тройное соединение существует в двух модификациях. Соединение Т с объемно- центрированной кубической решеткой (типа вольфрама) существует в сплавах с содержанием до 20 вес.%А1; в сплавах, более богатых алюминием, обнаружена фаза Т' с псевдокубической решеткой (типа решетки тройного соединения в системе А1—Си—Ni) [8J. Тройное соединение не вступает в равновесие с твердым раствором на основе меди. Авторы работы [5—7J методами термического, микроструктурного и рентгеновского анализов исследовали фазовые равновесия в сплавах Си—Al—Zn в полном объеме концентраций- Ими построена проекция поверхностей ликвидуса и изотермические сечения при 700, 600, 550, 500, 400 и 350°. В системе было уста- vZn ВО j ^ ЧО А 1 zo£ / / aCu _^ р i _J 1 г [ L : "А 1 / \ т 1 \ k \PZ if \fl_ "•Al 1 \ Си е3 2D п9 ЦО п8 60 п7 п6 ВО вг А1 Al,fl/77.7o Рис. 78. Проекция поверхностей кристаллизации в системе Си—Al—Zn б* 83
Критическая точка Pi Р* Р* Я4 Ръ Е В твердом состоянии Таблица 16. Данные'о Тип равновесия ж+Т^д+& ж+Ъ^аА{ + Т ж + Т ^ аА1 + е ж +Т] ^ Т + ft ж + £^ Г+т) ж ZZ аА1 + 8 + Zn *: + (£, 6)<-tr а.б)^т + т б^у + 8+Г аА1 + е ^ Т + Zn SAl^iAl + ^ + Za четырехфазных равновесиях сплавов системы Состав, вес. (ат.) % Си 32 (27,7) 15 16.4(12.5) 10.5 9,1(7,6) 50(31,3) 53,2(34) 3,71 42(4) — ~~ — — —* А1 15 (28,8) 25 26,3(46,2) 15,5 15,9(31,4) 44,3 (65,2) 41,9(63) 6,9 5,8(18) — — — — ~~т Zn 53 (43,5) 60 56.9(41,3) 74 75(61) 5,7(3.5) 4,8(3) 89,3 90 (83) — — — - — i Температура, °С 625 420 422 346 396 580 620 377,0 377 740 680 480 275 —270 Литературный источник [7] МП [71 [И] 171 [11] [14 [И] ! [71 [11| [»J [HI [71 [7,11] [И] генный переход тройного соединения Т в 6- фазу системы Си—Zn и в т]-фазу системы Си— А1 [71. В более позднем исследовании [11] подтверждены равновесия, найденные в [1| и дополнительно обнаружено еще два четырехфазных превращения ж + е = Т + т) при 620° и ж -|- т) = Т + Ф при 580°, а также два квазибинарных равновесия: ж + (£, б) = Т при Таблица 17. Поверхности пери и ч ной кристалл и. шции фаз в сплавах системы Си—Al—Zn Поверхность Сие^Си с2п^п^п\еъ ПдПйПзП^Пъ п^РхРъЕпьщ пъЕе-^ппь Р^БЯгР3РоЯ4 пчРьРьпет ЛбР^Р^Пе ^Р^з^АЬ^ ПъПъПьР-ьРьп-гПъ °Сп- Р- Y" 8 - Zn- Т- ч- V- аАГ «- Вид кристаллов — твердый раствор на осноис меди — твердый раствор на основе Р-фаз Си—Zn и Си—А1 — твердый раствор на основе у-фаз Си—Zn и Си—А1 — твердый раствор на основе е-фазы Си—Zn — твердый раствор на основе пдшка — твердый раствор на оспове тройпого соединения — твердый раствор на основе CuAl — твердый раствор на основе СиА12 — твердый раствор на основе алюминия — твердый раствор на основе 6-фазы Си—Zn и Си4А13 740° и (£, S) = T+y при 680°. Тройное соединение Т по данным [11] образуется при 740° в результате квазибинарного превращения. Фазы £ и 6 при температурах выше 680° образуют непрерывный ряд твердых растворов, при 680° этот твердый раствор распадается на тройное соединение и у-ФазУ» Проекция поверхностей ликвидуса системы Си—Al—Zn по [11] приведена на рис. 78. В табл. 16 суммированы данные о четырехфазных равновесиях в сплавах Си—Al—Zn. В работе [11] составы критических точек четырехфазных равновесий не , указаны, в таблицу они внесены по данным концентрационного треугольника, р-фазы, у_Фазы» а также б- и С-фазы систем Си—Zu и Си—А1 образуют непрерывные ряды твердых растворов. В табл. 17 даны области первичной кристаллизации и обозначения фаз. В работе [12] методами термического, микроструктурного и рентгеновского анализов исследована диаграмма Си—Al—Zn, богатая цинком, и дополнительно к [7, 11] обнаружено существование еще двух четырехфазных перитек- тических превращений ж + е = Zn + CuAl2 при 390°, ж + А1х = А12 + CuAlo при 392° и эвтектоидного четырехфазного превращения А12 = А1х + Zn + CuAl2. Превращения в твердом состоянии в сплавах Си—Al—Zn имеют сложный характер, им посвящены работы [5, 6, 9, 10, 13, 14], результаты которых не всегда однозначны. На рис. 79 приведено изотермическое сечение при 350° [5], которое находится в хорошем согласовании с фазовыми равновесиями при 350° [10]. < 84
Рис. 79. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—А1—Zn при 350° С ZrAl3 Z¥l3 -' ZrCu3 Zi-zCu5 ZrzCu3 ZrCu Си, am. % Z^Cu Рис. 80. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—А1—Zr при 500и С
Литература 1. Gares У.— Z. Metallkunde, 1919, 10, 1—44. 2. Rosenhain W., JIaughion G. L., Bingham E. E.— J. Inst. Metals, 1920, 23, 261—324. 3. Burkhardt А.— Ъ. Metallkunde, 1936, 28, 299—308. 4. Gebhardt E,— Z. Metallkunde, 1940, 32, 78—85. 5. Koster W.t Moeller Я.— Z. Metallkunde, 1941, 33, N8/9, 278—283. 6. Koster W.i Moeller K.— Z. Metallkunde, 1941, 33, N 8/9, 284—288. 7. Koster W.— Z. Metallkunde, 1941, 33, N 8/9, 289— 297. 8. Bradley A. G., Lipson H.— Proc. Roy. Soc, 1938, A167, 421—438. 9. Gebhardt E.— Z. Metallkunde, 1941, 33, N 8/9, 297— 305. 10. Arndt H. Я., Moeller Я.— Z. Metallkunde, 1960, 51, N 10, 596—600. 41. Arndt H.H., Moeller K.— Z. Metallkunde, I960, 51, N 11, 656—662. 42. Morinaga 7\, Watanabe X.— Light Metals, I960, 10, N 3, 157—178. 43. Хандауров H. /?., Бегимое Т. Б.л Пресняков А. Д., Мелихов В. Д., Аширимбетов Ж. А.— В сб.: Прикл. итеорет. физика, вып. 3. Алма-Ата, 1972, с. 269—275. 14. Аширимбетов Ж. А., Нандауров Н. Е.у Калина М. М., Мелихов В. Д., Пресняков А. А.— В сб.: Прикл. и теорет. физика, вып. 5. Алма-Ата, 1973, с. 210—213. Медь —[алюминий — цирконий Система Си—А1—Zr изучена в области сплавов, богатых Си (5 и 10% А1, 0—5 вес. % Zr), методами микроструктурного анализа и измерения твердости в работе [1] и в большем интервале концентраций Си—СиА12—ZrAl3 — — Zr методами микроструктурного и рентгеновского анализов в работе [2]. В соответствии с работой [2] на политермическом разрезе с 10 вес. % А1 ниже линии соли- дуса присутствуют фазы а, Р, у2 и Z, где Z — новое тройное соединение, представляющее собой твердый раствор на основе ZrCu3, в котором растворен Al. Zr не влияет на температуру превращения р -> у + «2 и снижает температуру превращения а £± р. Изотермические разрезы при 500 и 850° С характеризуются узкой областью а-фазы и широкой двухфазной областью (а + Z). Появление области ([4 + Z) на разрезе при 850° обусловлено снижением температуры а ^± Р превращения с увеличением содержания циркония. На рис. 80 показан изотермический разрез диаграммы, построенный в работе [2]. Установлено образование 8 тройных соединений, из которых ближайшим к Си является К. Это соединение, а также соединения Z7, /7, Н, Z и N имеют постоянный состав. Фазы ф и Х2 образуют области твердых растворов, вытянутые вдоль изоконцентрат 7,7 ат. % Zr и 33 ат. % Zr. При 500° образуется еще одно тройное соединение (ф = фаза), которое имеет незначительную область гомогенности, включающую состав ZrCueAle. Кристаллическая структура Н = фазы типа MnCu2Al, a = 6,215 А. Фаза Я2 имеет структуру фаз Лавеса типа MgCu2, параметр решетки изменяется от 7,308 до 7,440 А. Фаза г|) имеет структуру типа ThMn2 с параметром решетки а = 4,90—5,12 А, с = 8,56— —8,50 А; фаза N — структуру типа AuCu3, а = 4,02 А. Литература 1. Panseri С, Leoni M.— Allurainio, 1964, 33, N 2, 63—70. 2. Маркие В. Я.у Бурнашова В. В.— Порошковая металлургия, 1970, № 12, 53—58. Медь — барии — кремний В системе Си—Ва—Si методом рентгено- структурного анализа установлено существование тройного соединения Ba(Cu, Si)2 переменного состава со структурой типа А1В2, параметры а = 4,117 А, с = 5,019 А, с/а = = 1,219 А. Соединение Ba(Cu, Si)2 находится в равновесии с двойным соединением BaSi2- Литература 1. БоОак О. И.Л Гладышевский Е. М., Заречнюк О* С, Черкашин Е. Е.— BicmiK Львивського ун-ту Се- р'ш хим1Ч., 1965, вып. 8, 75—79. Медь — бериллий — кремний Система Си—Be—Si изучена частично в области сплавов, богатых Си, методами микроструктур- пого, рентгеновского анализов и измерения твердости [1—3]. В работе [3] определяли влияние Si на раст- [ воримость бериллия в меди при температурах ■ 800, 700, 600, 500, 400 и 300° С. Исследова- т ли разрезы с постоянным содержанием 1 и [ 1,5 вес. % Be и различным содержанием Si, а также разрезы с постоянным содержанием Si > от 0,25 до 3,25 вес. % и различным содержанием > Be. i Изотермы растворимости бериллия и крем- i ния в меди при температурах 400 и 800° С приведены на рис. 81. Как видно, растворимость 5 Be в Си при 800° С с увеличением содержания Si уменьшается вначале быстро (до 0,5 вес. % 5 Si), затем не меняется (до 1,25 вес. % Si) з и далее медленно снижается. Точка тройного I твердого раствора а предельной концентрации при 800° находится при ~2,5 вес. % Si в и 1 вес. % Be. При 400° С растворимость Be в Си от первых добавок Si увеличивается, далее остается практически постоянной, а начиная с 2,25 вес.% Si уменьшается. Тройная 86
«■ /л S/?f Ш* Си J S Ni , tee. % точка при данной температуре имеет состав: 2,25 вес. % Si и 0,75 вес. % Be. Исследование псевдобинарного разреза Cu5Si — CuBe [2] показало, что в системе не существует перехода у-фазы CuBe в 7~ФазУ Cu5Si. Растворимость Be в CueSi определена равной 1%, а растворимость Si в CuBe — менее 0,5 вес %. Литература 1. Захарова М. И., Гурсанова Л,— ЖТФ, 1938, VII, вып. 24, 2085. 2. Захарова М. Я., Штернфелъд >4.— ЖТФ, 1938, VIII, вып. 24, 2093. 3. Величко Я. Я. Сб. науч. труд. Моск. ин-та цветных металлов и золота. Металлургиздат, 1940, вып. 8, 52. Мед — бериллий — магний Медный угол тройной системы Си—Be—Mg изучен методами термического и микроструктурного анализов и измерения твердости в области концентраций до 2,5 вес.%Ве и 2,8% Mg [1]. Установлено положение грапицы а-фазы, тройпого твердого раствора Be и Mg в Си при температурах 800, 725, G50, 500 и 250°. На Рис. 81. Растворимость бериллия и кремния в меди при 800 и 400° С Рис. 82. Изотермические сечения диаграммы состояния системы Си—Be—Mg при 650 (а) и 500е С (б) Рис. 83. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—Be—Ni при 820° С рис. 82 показано понижение растворимости Be и Mg в твердой Си при их совместном присут- > ствии и фазовый состав гетерогенных областей, прилегающих к а-твердому раствору. Литература 1. Погодин С. А.у Шумова И. С- Отд. хим. наук, 1940, № 5, 763. Изв. АН СССР Медь — бериллии — марганец Система Си—Be—Mn изучена в области концентраций до 1,5 вес.% Be и ~9 вес. % Мп методом микроструктурного анализа [1]. Исследовали разрезы при постоянном содержании Be (0,5; 1,0 и 1,5 вес.%) и различном содержании Мп до получения двухфазной структуры после закалки с 800° С. Для сплавов с 1 вес.% Be предельная концентрация а-твер- дого раствора несколько больше 8 вес. % Мп. С понижением температуры растворимость Мп уменьшается. При 700° С растворимость Мп составляет 5,5—6 вес. %, при 600° С граница насыщения лежит между 4 и 4,5 вес. % Мп, при 500° С между 2 и 2,5 вес. % Мп. При 400° С все сплавы имеют двухфазную структуру. Литература 1. Величко Я. Я. Сб. научи, труд. Моск. ин-та цветн. мет. и золота. Металлургиздат, 1940, вып. 8, 52. Медь — бериллий — никель Система Си—Be—Ni изучена в области сплавов, богатых Си, методами микроструктурного, термического' и рентгеновского анализов, измерения твердости, микротвердости в преде- 87
/Л Рис. 84. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Cu~ Be— Sn при 680 С лах концентраций до 4 вес. % Be и 7 вес. % Ni [1]. Построены изотермические разрезы при температурах 1015, 980, 915, 870, 820, 700 и 500° С и изотермы солидуса, которые проходят примерно параллельно квазибинарному разрезу Си—NiBe. Изотермический разрез системы при 820° приведен на рис. 83. В изученной области диаграммы установлено наличие следующих фаз: а (твердый раствор на основе Си), Рси-ве (твердый раствор на основе соединения СиВе) и NiBe. Никель резко понижает растворимость Be в Си в твердом состоянии: при 0,8 вес. % Ni, предельная растворимость Be в Си при 820° С понижается с 2,5 до 0,25 вес. %. Квазибинарный разрез Си—NiBe (Be : Ni = 1 : 6,58) представляет собой диаграмму эвтектического типа. Предельная растворимость фазы NiBe в твердой Си при эвтектической температуре достигает 3,25 мол. % (0,42 вес. % Be, 2,83 вес. % Ni), с понижением температуры до 500° растворимость фазы NiBe уменьшается до 0,6 вес. %, т, е. более чем в 5 раз. Состав эвтектики близок к сплаву с 7,6 вес. % NiBe (1 вес.% Be, 6,6 вес.о/0 Ni). При 855° протекает четырехфазпая пернтектическая реакция ж + а ^1 Р + NiBe. Эвтектоидная реакция р ^1 а + у при 618° переходит в четырех - фазную перитектоидпую реакцию Р + NiBe ^ ^± а + у при 642° С. Литература 1. Чжан Бао-чан.— Изв. вузов. Цветная металлургия, 1958, Д» 1, 138—147.ь Медь — бериллий — олопо Богатая медью часть диаграммы Си—Be—Sn изучена методами микроструктурного, термического и рентгеновского анализов в области концентраций до 32 ат. % Sn и 1 ат. % Be [1, 2J. В работе [1] построены сечения с постоянным содержанием Be (0,25; 0,5 и 1 ат.%) и различным содержанием Sn (до 32 ат.%), а также изотермические сечения при температурах 730, 680, 630, 575, 530 и 300° С. Было установлено, что помимо фаз, присущих двойным системам Си—Be и Си—Sn, в системе образуется новая фаза, обозначенная 6. Эта фаза выделяется из а-твердого раствора или из р-фазы (Си—А1) при определенных температурах на сечениях с 0,5 и 1,0% Be. Количество 6-фазы возрастает с увеличением содержания Be и не зависит от содержания Sn. G-фаза идентична р'-фазе системы Си—Be [21. Все фазовые границы смещаются в направлении к более низким содержаниям Sn при увеличении концентрации Be. Область а-твердого раствора на основе Си сужается по мере понижения температуры между 650° С и комнатной. Уменьшение предела растворимости а с падением температуры по данным [2] оказалось более значительным по сравнению с [11, особенно при температурах ниже 350° С. Предельное содержание Sn в а-твердом растворе на разрезе с постоянным содержанием 0,5 ат. % Be снижается с 9,6 ат.% при 700° С до 0,4 ат.% при 300° С. С увеличением содержания Be температуры ликвидуса и солидуса постепенно понижаются. Температура перитектической реакции образования р-фазы понижается с 800° С для двойного сплава до 574° С на сечении с постоянным содержанием 1 ат.% Be. Температура образования *у_Фазы по перитектической реакции снижается с 750° для двойного Си—Sn сплава до 709° на сечении с постоянным содержанием 1 ат. % Be. На сечении с постоянным содержанием 0,25 ат.% Be отмечено превращение в интервале температур 589—613° с образованием Р' промежуточной или метастабильной фазы. В тройных сплавах Р'-фаза распадается на а + б эвтектоид. Темпе- 88
ратура превращения повышается с увеличением содержания Be с 520° С для Си—Sn сплава до 562° С и остается постоянной с дальнейшим увеличением Be. Фаза у претерпевает эвтекто- идное превращение в р + б, температура которого повышается с увеличением содержания Be с 540° для Си—Sn сплава до 613° и в дальнейшем остается постоянной. Область б-фазы слегка увеличивается с увеличением содержания Be, а температура образования этой фазы из у-фазы растет с ростом содержания Be. Изотермическое сечение диаграммы при температуре 680° приведено на рис. 84. Литература 1. Rowland E. £., Upthegrove С— Trans. AIMME, 1935, 117, 190—215. 2. Creswell R. A., Cuthberton /. N,— Trans. AIMME, 1951, 191, 182. Медь — бериллий — свинец В работе [1] систему Си—Be—РЬ исследовали в области концентраций до 2 вес. % Be и 1 вес. % РЬ методом микроструктурного анализа. Подобно двойной системе Си—РЬ, в которой РЬ ограниченно растворим в жидкой Си и практически нерастворим в твердом состоянии, в тройной системе добавка Be до 2% не меняет указанного характера взаимодействия компонентов. В сплавах Си — 2 вес. % Be величина и соотношение кристаллов фаз аир не зависят от содержания свинца (до 1 вес. %). РЬ не входит в твердый раствор Си—Be, а выделяется в виде отдельных включений по границам и внутри зерен а-фазы. Литература 1. Амстердамский Ю. А.— Металлург, 1936, №12, 111. Медь — бериллий — серебро Система Си—Be—Ag исследована в области сплавов, богатых Си, до 6 вес. % Ag и 0,64 вес. % Be методом рентгеновского анализа [1]. Определяли параметр решетки твердых растворов при температурах 700, 600 и 500° С. В табл. 18 приведена растворимость Ag в твердом растворе на основе Си в присутствии Be. Таблица 18. Растворимость серебра (вес. %) в сплавах Си—Ag н Си—Ag—Be Температура, °С 700 600 500 Си-Лц 4,6 2,3 1,4 Gu-Ag + ОДС вес- % Be 4,7 2,3 1,4 Си -Ag + 0,6 вес. % Be 4,8 2,4 Литература 1. Архаров В. Я., Венгенгейм С. Д., Магот Л. Л/., Поликарпова Я. П.- ЖТФ, 1954, XXIV, вын. 7, 1247. Медь — бериллий — цинк Диаграмма состояния системы Си—Be—Zn изучена в работах [1,2]. Построены поверхности ликвидуса и изотермические сечения при 700 и 550° [2]. Тройных соединений не обнаружено. При 792° (15 ат. % Zn и 27 ат. % Be) кристаллизуется тройная эвтектика: жТ^-о. + Р! + й. Имеет место также нонвариантпое перитектиче- ское равновесие: ж + а^$2 + 8. Фазы Pi и 8 являются фазами системы Си — Be, Рг — фаза системы Си —Zn, а-фаза — твердый раствор на основе меди. Литература 1. Koch W.4 Rontgen J\ — Metallwirtschaft, 1938, 17, 997—1009 (цитируется по J. Inst. Metals, Metallurg. Abstract, 1938, 5, 667). 2. Абрикосов И. X. Автореферат докторской диссертации «физико-химическое исследование природы сплавов на медно-бернллиевой основе». М., HOIIX АН СССР, 1951. Медь —» бериллий— цирконий В тройной системе Си—Be—Zr найдена однородная область — т]-фаза [1]. Наиболее вероятный состав тройного соединения Cu3Be3Zr2. В сплавах, закаленных с 800°, х\- фаза обнаруживается при содержапии 0,3 вес. % Zr. При понижении температуры твердый раствор на основе меди (а) распадается в зависимости от содержания бериллия с выделением или ii-фазы, или двух фаз: у-фазы системы Си—Be и ц-фазы. После отжига при 350° у- и rj-фазы обнаруживаются при содержании 0,1 вес. % Zr. Литература 1. Абрикосов Н. X. Автореферат докторской диссертации «Физико-химическое исследование природы сплавов на медпо-бериллпевой основе». М., ИОНХ АН СССР, 1951. Медь — бор — никель Медный угол диаграммы Си—В—Ni исследован методами термического, микроструктурного анализов, измерением твердости и электросопротивления в области содержаний до 4 вес. % Ni и до 1 вес. % В [1]. Построены изотермические разрезы при 1050, 1000 (рис. 85), 950 и 900° С и политермические разрезы медного угла при постоянном содержании 0,12; 0,2; 0,5 и 1 вес. % В и переменном содержапии 89
Ni (до 3 вес. %.) Установлено наличие следующих фаз: а — тройной твердый раствор В и Ni в Си; Р—Си—Ni — твердый раствор переменного состава на основе борида Си. Максимальная растворимость В при 965° С установлена равной 0,12 вес. %. При дальнейшем охлаждении сплавов происходит выделение р- фазы ввиду резкого уменьшения растворимости. При содержании Ni выше 0,65 вес. % после первичной кристаллизации а-твердого ра- 0,2 0,0 f,0 /J 2,0 2,0 J,0 Ni, 0гг. % Рис. 85. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—В—Ni при 1000° С створа начинается образование двойной эвтектики по реакции ж ^± а + Р- Для политермических разрезов с более высоким содержанием В характерно отсутствие однофазной области тройного твердого раствора (а) и наличие более широкой трехфазной области кристаллизации двойной эвтектики. При комнатной температуре все сплавы изученных разрезов имеют двухфазную структуру а + (5. / Литература 1. Смирягин А. П., Квурт О. С. Металловедение и обработка цветных металлов и сплавов. Труды Ив> та «Гипроцветметобработка», 1965, вып. XXIV, 17-25. Медь — на падин — кислород! В системе Си—V—О по данным различных авторов [1] имеются указания о наличии следующих соединений: Cu3(V04)2, Cu3(V04)o- •3H20, 4CuO.V205-3HoO, Cu(OH)2.3Cu3(V04)2 (или 5CaO.V2O5.2H2O), •3H20, Cu(V03)2, 8C11O. -Cu3V4013), CuV40n. Cu2V207, Cu2V207. • 2V205 или (CuO- Литература 1. Mellor /. W. A comprehensive treatise on inorganic and theoretical chemistry. London, Longmans, Green, 1933, 9, 766—767. Медь — ванадий — тантал Методом рентгеновского анализа исследована структура тройных фаз Лавеса типа, АВ2, где А — Та, а В — переходные металлы 4-го периода [1]. В случае В' = V, а В" = Си установлены два типа структур фаз Лавеса: TaVbbCu0f6, с = 8,206 А — тип MgZn2 с гексагональной решеткой, и TaVCu (a = 7,115 А) тип MgCu2 с кубической решеткой. Тот или иной тип структуры зависит от соотношения металлов В'и В", в данном случае от соотношения V и Си. Литература 1. Кио К,— Acta metallurgy 1953, 1, N 6, 720—724. Медь — нанадий — цинк В системе медь—ванадий—цинк изучено влияние ванадия (~0,5—0,94 вес. %) на стабильность р-фазы в сплавах медь — цинк с 50— 60% Си [1, 2]; использовали методы термического и микроструктурного анализов. Ванадий в количестве до 1 вес. % практически не влияет на структурную стабильность р-фазы в Си—Zn сплавах. Критическая точка (—460° С) сплавов Си—Zn в присутствии 1 вес. % V слегка повышается, но не более чем на 10° С. Ванадий относится к элементам, наиболее эффективно способствующим распаду р-фазы па а + у. Литература 1. Carpenter II. С. II.— J. Inst. Metals, 1912, 8, 59— 73. 2. Dunn R. /., Hudson О. F,— J. Inst. Metals, 1914, 11, 151—168. Медь — висмут — кальций В работах [1, 2] методами термического и микроструктурного анализов исследованы четыре тройных сплава, составы которых лежат на сечепиях Си—Ca3Bi и Bi—CaCu4. В сплавах Си—Bi—Са не обнаружено образования тройного соединения. Установлено, что двойное соединение Ca3Bi находится в равновесии с твердым раствором на основе меди. Согласно [31 в системе Bi—Са образуется два двойных соединения Ca3Bi3 и CaBi3. Литература 1. Meissner К. L.— Forschungsarb. Metallkunde, 1922, N 4,1-46. 2. Meissner К. L.— Z. Metallkunde, 1922, 14, N 4, 173—176. 3. Хансен M.j Лндерко К. Структуры двойных сплавов. Металлургиздат, 1962, с. 325—328. Медь — висмут — магний Диаграмма состояния системы Си—Bi—Mg исследована методами термического и микроструктурного анализов в полном объеме концентраций [1]. 90
Таблица Критическая точка Е, Е* Ея Ei Еь Р е\ Ч * е\ х\ 19. Данные о четырехфазных р; в салапах Си- Тип равновесия ж ^ BiCuMg + aCu + Mg3Bi2 ж ^ Mg3Bi2 + Mg2Cu + aMg ж ^ Mg3Bi2 + CuMg2 + MgCu2 ж ^Z Bi + BiCuMg + aCll ж ^ Bi + Mg3Bi2 + BiCuMg 1 ж + MgCuj ^ aC(1 ;- Mg8Bi2 1 ж ^ Bi + BiCuMg ж «^ acu BiCuMg ж 7t Mg3Bi3 + BiCuMg ж i± MgCu> - Mg3Bio ж^Мц2Си-\ M£3Bi2 1внопесиях и кпалибипарны -Bi—Mg Состав, вес. % 1 Си 16 27 1 57 -0,25 -0,15 17 -0,2 22,5 13 15 48,7 Bi 73,5 12 9 -99,6 -99,4 72 -99,55 68,7 75,8 70 12 Mr I 10,5 61 34 -0,15 -0,45 1 И -0,25 8,8 11,2 15 30,3 x сечениях Температура, °C 630 470 546 265 255 1 660 — 690 695 655 557 В сплавах Си—Bi—Mg образуется тройное соединение BiCuMg- В равновесии с тройным твердым раствором на основе меди находятся фазы: BiCuMg, Mg3Bi2, MgCu2 и Bi. Сплавы Си—Bi—Mg претерпевают шесть нонвариантных четырехфазных равновесий, пять из которых имеют эвтектический и одно перитектическии характеры. В системе установлено пять квазибинарных сечений эвтектического типа: Bi—BiCuMg(ej), Cu—BiCuMg (e2) M^3Bi2 — BiCuMg(^), MgCu2 — Mg3Bi2(^), Mg2Cu—Mg3Bi2(^6). Составы критических точек, тип четырехфазных равповесий и их температуры суммированы в табл. 19. Таблица 20. Области первичной кристаллизации сплавов Си—Bi—Mg Область кристаллизации СиевЕ&'Е^еь Е^'Еьег'Е&'Еь е5Ре4'Я3е4 eJ^eb'Etfa еуЕ^Е^Е^ь* В\е^Е^ех'Еьгх Mge3E&2 Е&г Вид кристаллов aCu —твердый раствор основе меди BiCuMg — твердый раствор основе BiCuMg MgCu2— твердый раствор основе MgCu2 Mg2Cu — твердый раствор основе Mg2Cu Mg3Bi2 — твердый раствор основе Mg3Bi2. Bi — твердый раствор основе висмута aMg — тЕердьш раствор основе магния на на на на на на на Проекция поверхностей ликвидуса представлена па рис. 86. В таблице 20 даны области первичной кристаллизации различных фаз. Существование тройного соединения BiCuMg впервые было обнаружено автором работ [2, 3]. Соедипепие BiCuMg плавится конгру- ентно при 735° и имеет состав (в вес. %): 21,49 Си, 70,29 Bi, 8,22 Mg [l]. BiCuMg обладает структурой полевого шпата с параметром решетки а = 6,256 А [4]. Литература 1. Dobbener В.— Z. Metallkunde, 1957, 48, N 7, 413— 417. 2. Meissner К. L.— Forschungsarb. Metallkunde, 1922, N4, 1—46. 3. Meissner К. L.~ Z. Metallkunde, 1922, 14, N 4, 173—176. 4. Nowotny #., Sibert W.— Z. Metallkunde, 1941, 33, N12, 391—394. Медь — висмут — марганец Автор работы [1] методом термического и микроструктурного анализов исследовал два тройных сплава, лежащих на разрете Си- MnJBi На основании анализа кристаллизации двух сплавов дана схема распределения фазовых областей в твердом состоянии. Сплавы Си—Мп образуют непрерывный ряд твердых растворов, область тройных твердых растворов на основе Си—Мп очень узкая и практически сливается с двойной системой Си—Мп. С твердым раствором на основе Си—Мп в равновесии находятся: висмут и два двойных соединения 91
Mg Рис. 8С. Проекция поверхностей ликвидуса диаграммы состояния системы Си—Bi—Mg системы Bi—Mu(Mn3Bi2 и соединение, более богатое марганцем, состав которого не установлен). Согласно [2] в системе Bi—Мп образуется одно двойное соединение MnBi Литература 1. Meissner К. L,— Forschungsarb. Metallkunde, 1922, N 4, 1—46. 2. Хансен Л/., Андерко К.— Структуры двойных сплавов. Металлургпздат, 1962, с. 343—346. Медь — висмут — никель Диаграмма состояния Си—Bi—Ni была построена по двойным диаграммам состояния, Си—Bi, Си—Ni и Ni—Bi и результатам термического анализа четырех и микроскопического анализа семи тройных сплавов [1]. В структуре тройных сплавов присутствуют только фазы, встречающиеся в прилегающих двойных системах: твердый раствор Си с Ni(a), Bi и соединения NiBi и NiBi3. На рис. 87, а представлены проекции поверхностей ликвидуса системы. Наибольшую е6Ъ\ площадь занимает поверхность, на которой начинается кристаллизация твердого раствора а; на рис. 87, а представлены изотермы этой поверхности. В области, примыкающей к Bi углу, находятся небольшие участки первичной кристаллизации соединений NiBi и NiBj3, которые в двойной системе Ni—Bi образуются по лсритектическим реакциям. В соответствии со строением двойных систем Ni—Bi и Си—Bi поверхность первичной кристаллизации Bi имеет незначительную протяженность. В системе следует предполагать протекание двух нонва- риантных превращений. Одно из них, очевидпо, перитектическое; состав жидкой фазы, участвующей в этом превращении, обозначен на рис. 87, а буквой Р. Второе четырехфазиое превращение происходит при более низкой температуре; состав жидкой фазы, участвующей в этом превращении, близок к Bi. Триангуляция системы в твердом состоянии показана на рис. 87, б. Точка т практически лежит на стороне Си—Ni Диаграммы и соответствует 4% Ni. Положение точки п соответствует приблизительно 60% Си, 40% Ni. Литература 1. Meissner К. L.— ForschuBgsarb. Metallkunde, 1922, N 4, 1-46. 92
Ni NiBiv-NiBi, Рис. 87. Диаграмма состояния системы Си—Bi—Ni а — проекция поверхностей ликвидуса; 0 — триангуляция в твердом состояшш Медь — висмут — селен В системе Си—Bi—Se исследована структура сплава, содержащего (в вес. %) 1G% Se, 38% Bi и 46% Си [1]. Структура сплава состоит из трех фаз: Си, Bi и Cu2Se. Растворимость фаз друг в друге не обнаружена. Литература 1. EboralllR.— J. Inst.,Metals, 1944, 70, 435—446. Медь — висмут — сера Исследование сплавов системы Си—Bi—S в центральной части диаграммы микроскопическим методом и с помощью термического анализа [1] показало, что в системе имеет место расслаивание в жидком состоянии. Одна из жидких фаз — расплав на основе Cu2S, другая — расплав на основе Си и третья — расплав на основе Bi. Делается вывод, что разрез Bi—Cu2S является квазибинарным. 1. Meissner К. L. N4, 1—46. Литература Forscbungsarb. Metallkunde, 1922, Медь — висмут — сурьма В литературе [1] имеется ссылка, согласно которой в работе [2] имеются сведения о диаграмме состояния Си—Bi— Sb. Литература 1. Ilaugton J. L.— In: The constitutional diagrams of alloys. A bibliography. London, Institute Metals, 1956. 2. Parravauo N., Viviani E.— Atli R. Accad. Lincei, ser. V, 1910, 19, N 1, 835, N 2, 69, 343. Медь — висмут — теллур В системе Си—Bi—Те исследована структура сплава, содержащего (в вес.%) 38% Те, 20% Bi, 42% Си [1]. Структура сплава состоит из Bi, Си и Си2Те. Взаимной растворимости фаз друг в друге не наблюдали. Добавка Bi к сплавам Си—Те приводит к понижению эвтектической температуры. Литература 1. Eborall i?.— J. Inst. Metals, 1944, 70, 435—446. 93
Си ' In, dec c/c Pile. 88. Диаграмма состояния системы Си- Bi Zn Медь — висмут — цинк Диаграмма состояния сплавов системы Си—Bi—Zn изучена практически полностью [1]. Методами термического, микроструктурного и других видов анализа построена проекция поверхностей кристаллизации сплавов системы Си—Bi—Zn, которая приведена на рис. 88. Система характеризуется наличием широкой области несмешиваемости в жидком состоянии. Авторы не обнаружили тройных соединений в данной системе. В табл. 21 приведены сведения о температурах характерных нонвариантных превращений и составах (вес. %) фаз, участвующих в этих превращениях. Кривая, ограничивающая область расслаивания в жидком состоянии, имеет критическую точку Кюри при температуре 930°; она отвечает составу 36% Bi, 49% Си и 15% Zn. Литература 1. Henglein E., Koster W.— Z. Metallkunde, 1948, 39, 391—400. 66 66 Zn. ш9 Медь — водород — олово В работе [1] приводятся результаты исследования растворимости водорода в зависимости от состава расплава Си—Sn при температурах вплоть до 1300° и при давлении от менее чем 50 мм рт. ст. до 1 атмосферы. При увеличении содержания Sn растворимость Н2 в расплава Си—Sn уменьшается, причем наиболее резка в области составов до ~40 вес. (25 ат.) % Sn. Обе части кривой растворимости являются практически прямыми линиями. Точка пересечения при 25 ат.% Sn указывает на существование соединения Cu3Sn в жидком состоянии. Растворимость Н2 в сплавах Си—Sn в зависимости от давления (измеренная при 1200°) пропорциональна корню квадратному ив величины давления. В ever М. В. 149-159. Литература Floe Г. #.— Trans. AIME, 1944, 156, 94
Таблица 21* Данные о нонпариантных превращениях в системе Си—Bi—Zn Фаза ж{ Ж\ «2 Pi ж2' Ж*2 Р2 Yi жг' жъ Y2 «1 ЖА' ж± 62 ei Жъ' Жь Ч Ч В1 Э*1 + 02 ^ Ж/ + рх 8 81 — — *Ь + Рг £* ж2' + Ti 3 83 — — ^з + у2 Zt Ж8' + 62 2,5 85 — — Ж4 + б2^ Ж{ + ЕХ 2,3 84,5 — — Жь + £2 ^ Жь'-h Т] 2 84,5 — — •v Си при 880° 51 11 68 63 при 830° 35 6 44 39 при 690° 17,5 2 30 27 при 590° 9 1 24 21 при 420° 1 0,5 13 2,7 Zn 41 8 32 37 62 11 56 61 80 13 70 73 88,7 14,5 76 79 97 15 87 97,3 Медь — водород — палладий Методом электрохимического насыщения определена растворимость водорода при 15 и 100° С в сплавах Pd—Си. Результаты исследования приведены ниже: Содержание в 100 96,96 91,06 84,89 81,94 сплаве Pd, вес. % Объем поглощенного Н2с8/г сплава При 15° 70,7 53,4 38,4 31,3 27,7 При 100° 61,4 48,4 32,4 27,4 22,2 Содержание в 67,23 64,51 60,76 20,00 сплаве Pd, вес. % Обьем поглощенного На с3/г сплава При 15° 6,3 3,7 0 0 При 100° 4,2 1,9 — — Литература 1. Nowaeh £.— Z. anorg. und allg. Chera., 1920, 113, 1. Медь — вольфрам — кислород Исследование сплавов тройной системы Си—W—О методом рентгеновского фазового анализа показало, что тройные окислы не образуются. В системе наблюдали образование двойных окислов Си и W. Литература 1. Schdnberg ЛГ.— Acta chem. scand., 1954, N 8, 932— 936. Медь — вольфрам — никель Схематический вид сечения тройной диаграммы Си—W—Ni при 1400° С (рис. 89) приведен на основе экспериментального определения температур плавления сплавов при соотношении Ni/Cu = 2,5/1 [1] с учетом строения двойных систем Си—Ni и Ni—W в соответствии с литературными данными. Температуры плавления сплавов, изготовленных методами порошковой металлургии, определяли анализом микроструктуры закаленных образцов. Литература 1. Price G. 77. 5., Smithells С. У., Williams S. V.— J. Inst. Metals, 1938, C2, 239—264. Медь — вольфрам — ниобий Система Си—W—Nb изучена методами рентгеновского и микрорентгеноспектрального анализов [1]. Разделение жидкой и твердой фаз, находящихся в равновесии при температурах 1600, 1900 и 2000° С, осуществляли путем магнитной сепарации. На рис. 90 приведено изотермическое сечение диаграммы при температуре 1600°, которое позволяет установить составы твердой и жидкой фаз, находящихся в равновесии друг с другом. Литература 1. Allibert С, Driole 7., Bonnier Е.— С. г. Acad. sci. Paris, 1969, С268, N 26, 2277—2280. 2. Allibert C, Wicker A., Driole /., Bonnier E.— Rev. phys. appl., 1970, 5, N 3, 449—453. 3. Bonnier E.— Rev. intern, hautes temperat. et refract., 1970, 7, N 1, 45—49. Медь — галлий — германий1 Диаграмма состояпия системы Си—Ga—Ge исследована в области медного угла до содержания 30 ат. % Ga и 25 ат. % Ge [1]. Методом металлографического и рентгеновского анализов построены изотермические сечения при температурах 725, 625, 550 и 450°. Тройных интерметаллических соединений в системе не найдено. При 725° (рис. 91, а) и 625° а-твердый раствор на основе Си находится в равновесии с фазами р и £, присущими двойным системам 95
Ж + OL Рис. 89. Схематический вид изотермического сечения О диаграммы состояпия системы Си—W—Ni при 1400° С Си О Z0 41/ М М Nb Си о Рис. 90. Изотермическое сечение диаграммы состояния Рис. 91. Изотермические сечения диаграммы состояния системы Си—W—Nb при 1000е С системы Си—Ga—Gc при 725 (а) и 550 С (б) [1] 1 — гиердаи фаза; 2 — жидкая фала Си—Ga и Си—Ge. Граница а-твердого раствора при 725° слегка вогнута относительно Си угла, при 625° она представляет почти прямую линию. При 725 и С25 °С объемноцептрированпая кубическая р-фаза с электронной концентрацией 3 : 2 системы Си—Ga стабильна и находится в равновесии с гексагональной фазой £ (соединение Cu6Ge с электронной концентрацией 3 : 2) системы Си—Ge. Основное отличие изотермически v сечений при 725 и 625° в том, что при 725° (5-фаза имеет большую область гомогенности, т. е. растворяет значительное количество Ge, а при 625° ее гомогенная область очепь 96 ограничена. Вследствие этого гомогенная область £-фазы простирается от оси Си—Ge почти до оси Си— GaT так что гексагональпая "структура сохраняется, когда почти весь Ge в £-фазе замещен галлием. Резкое сужение области £-фазы при 625° наблюдается при содержании ~12 ат.% Ga. На указанных изотермических сечениях существует равновесие между фазой у (соединение Cu9Ga4 с электронной концентрацией 21/13) системы Си—Ga и фазой е (соединение Cu3Ge с искаженной гексагональной решеткой, изоструктурной Cu3Ti) системы Си— Ge.
Кроме того, на изотермическом сечении при 725° С пунктиром обозначены области равновесия жидкой фазы (см. рис. 91) с фазами у, £ и е. При дальнейшем понижении температуры (ниже 016°) вместо объемноцентрироваиной кубической р-фазы системы Си—Ga появляются ее модификации £-фаза, а при еще^ более низкой температуре (480°) — £г [2]. Результатом этого является образование в тройной системе при 550° непрерывного ряда твердых растворов между фазами £г (системы Си—Ga) и £ (системы Си—Ge), а при 450° между £2 и £. Грапица а- твердого раствора при 550° — прямая линия, а при 450° она выгнута относительно Си угла. Также в результате превращений в двойной системе Си—Ge на изотермически* сечениях при температурах 550 и 450° С в равновесии с у- и ^-фазами находится уже фаза ех (соединение Cu3Ge с ромбической искаженной решеткой типа А2) [2] системы Си—Ge, а не фаза е, как на изотермических сечениях при 725 и 625°. Авторами работы [3] определена температура кристаллизации сплава, содержащего 3,64 вес. (3,35 ат.) % Ga и 4,16 вес. (3,6 ат.) % Ga, равная 1029 °С. Литература 1. Bay nor G. V., Massalski Т. В.— J. Inst. Metals, 1955—1956, 84, 66—72. 2. Хансен Af., Андерко /Г. Структуры двойных сплавов, т. II. М., Металлургиздат, 1962, с. 625—627. 3. Hume-Bothery W., Mabbot G. W., Channel- Evans К. M,— Philos. Trans. Hoy. Soc. London, 1934, Л233, 1—99. [Медь — галлий — литий Сплавы системы Си—Ga—Li систематически не исследовались. Методом рентгеноструктур- ного анализа изучались сплавы состава LiCu1>6Ga0,6 и LiCuGa [1]. Было найдено, что сплав приблизительного состава LiCulf6Ga0,5 является тройной фазой Лавеса со структурой типа MgCua и константой решетки а = 7,02 А. Литература 1. Теслюк М. Ю.,ОлексивГ. #.— Доповцц АН УРСР, 1965, № 10, 1329-1331. Медь — галлий — маргапе i В системе Си—Ga—Мп были изучены несколько сплавов в области концентраций 62,3— 33,3 ат. % Си, 33,3-12,0 ат. % Ga и 33,3— 13 ат. % Мп микроструктурным [1, 2] и рентгеновским [2] методами. Найдено два тройных соединения состава МпСиЬЙСа0,5 и MnCuli25Gao,76 типа фаз Лавеса (структурный тип MgCu2 и MgZn2, соответственно). Константа решетки фазы MnCult6Ga0j6 а = 6,911 ± 0,004 А, констап- ты решетки гексагональной фазы MnCux o5Ga0 76 а = 4,941 ± 0,004 А, с = 8,015 ± 6",007 A, с/а = 1,620. Литература 1. Hames F. A., EppeWieimer D. 5.— Trans. AIMMEf 1949, 185, 495. 2. Теслюк М. Ю-, Маркие В. #.— Вестник Львовского ун-та, серия Химия, 1963, вып. 6, 37—44. Медь — галлий — селен В системе Си — Ga — Se было изготовлено и исследовано рентгеновским методом лишь тройное соединение состава CuGaSe2 [1]. Тройная фаза состава CuGaSe2 имеет кристаллическую структуру халькопирита (CuFeS2) с параметрами решетки а = 5,60 А, с = 10,9 А, с/а = = 1,96. Литература 1. Hahn #., Frank С, Klinger W., Meyer A. D., Stor- ger G.~ Z. anorg. Chem., 1953, 271, 153—180. Медь — галлий — eppa В системе Си — Ga — S было изготовлено и изучено рентгеновским методом лишь тройное соединение состава CuGaS2 [11- Тройная фаза состава CuGaS2 имеет кристаллическую структуру халькопирита (CuFeS2) с параметрами решетки а = 5,34 А, с = 10,4 А, с/а = 1,95. Литература 1. Hahn Я., Frank С, Klinger W., Meyer A. D.t Stor- ger G.— ¥r. anor£. Chem., 1953, 271, 153—170. Медь — галлий — теллур В системе Си — Ga—Те изучены сплавы, лежащие на разрезе Cu2Te—Ga2Te3 [1]. Исследование проводилось методами микроструктурного, рентгеновского и термического анализов. Построен политермический разрез Си2Те—Ga2Te3 системы медь — галлий — теллур (рис. 92). В исследованной области концентраций существует два тройных соединения составов CuGaTe2 (В) и Cu2Ga4Te7 (С). Фаза CuGaTe2 (В) кристаллизуется по перитекти- ческому типу при 720°. Фаза Cu2Ga4Te7 конгруэнтно плавится при 874°. Она образует с двойным соединением Си2Те эвтектику при 790э и 20 мол.% Ga2Te3. Соединение Cu2Ga4Te7 имеет дефектную структуру типа сфалерита, пространственная группа TD2 — F43 т, а = = 5,93 А. Тройная фаза CuGaTe2 была исследована ранее авторами работы [2] рептге- новским методом. Она имеет кристалличс- 7 Двойные системы 97
3D Ж 70 БогТез, нел- % GqJcj Рис. 92. Политермическое сечение Cu2Te— Ga/Te3 системы Си—Ga—Те [1] Рис. 93. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си— Ga—Ti при 800° С [1] скую структуру халькоппрпта (CuFeS2) с параметрами решетки а = 5,99 А. с = 11,9 А, с/а = 1,9. _ Литература 1. Congiu A., Garbato L., Мааса Р.— Mater. Res. Bull., 1973, 8, N 3, 295—299. 2. Hahn #., Frank G., Klinger W., Meyer A. D., Slor- ger G.— Z. anorg. Cliem., 1953, 271,* 153—270. Медь[^—|галлий{—[титан Система Си—Ga—Ti исследована методами рентгеноструктурного и частично микроструктурного анализо» во всей области концентраций [1]. Построено изотермическое сечение системы при 800° (рис. 93). Система Си—Ga— Ti характеризуется присутствием в ней при 800° четырех тройных фаз: //, X, О и А. В равновесии с а-твердым раствором на основе меди находятся двойные фазы TiCu4 hJ(3 (электронное соединение с электрошюй* концентрацией 3/2 и ГЦК решеткой)^ из двойных Ga TtCui* 60 ТЦСгц TLCu Си, am. % 98
систем Си—Ti и Си—Ga и тройные фазы //, О и А. //-фаза имеет значительную область гомогенности, от 12 до 20 ат. % Ga (при ~25% Ti). Область гомогенности Л-фазы вытянута вдоль изокопцентраты с 25% Ti от 55 до 62,5 ат. % Ga. В табл. 22 даны составы тройных фаз и их кристаллическая структура и параметры. Таблица 22. Согтапы, кристаллическая структура и параметры тройпых фал //, >- и А Тройная фаза И TiCTiCu^Ga^Ts) ^(Ti2CuGa5) Состав тройной фазы, вес. % ~25Ti, ~!2 — 20Ga —63 — 55Cu 25Ti; -55 — C2,5Ga; -20—12,5Cu Тип кристаллической структуры ГЦК решетка тпна MnCu2Al MgZno AuCu3 (структура не установлена) Параметр решетки, А а = 5,970 (для сплапа с 15% Ga) а =4,960 с = 8,007 а = 3,91 Литература 1. Маркие В. #., Стпороженко Л. II.— Доповцц АН УРСР, 1974, А, № 4, 373—377. Медь — галлий — цинк Система Си—Ga—Zn была исследована в области, богатой Си, до 30 ат. % Па и 60 ат. % Zn методом металлографического и рентгеновского анализов [1]. Построены изотермические сечения при 725, 625, 580 и 400 С (рис. 94). Тронных иптерметаллических фаз в системе не обнаружено. В равновесии с а-твердым раствором на основе Си находятся: при температурах 725 и 625° С — фаза р, при 580° — фазы |3, у и £ь при 400е — фазы |3\ у и £2, присущие двойным системам Си—Zn и Си—Ga. При всех четырех температурах сложные кубические у-Фазы двойных систем Си—Zn и Си— Ga, являющиеся соединениями Cu5Zn8 и Cu9Ga4 с электронной концентрацией 21Л3, образуют непрерывный ряд твердых растворов. Соединения с электронной концентрацией 3/2, т. е. объемпоцентрировапные кубические р-фазы двойных систем Си—Zu и Си—Ga, образуют непрерывный ряд твердых растворов только при температурах 725 и 625° С. При температуре 616 С р-фаза системы Си—Ga эвтекто- идно распадается на Ei-фазу (с плотпоупако- ванной гексагональной кристаллической структурой) и Y-фялу, а Ei-фаза при температуре 475° распадается на £2-фазу (с плотпоупаковапной гексагональной структурой) и у-фазу. В системе Си—7л\ при температуре 454—458° С происходит образование упорядоченной объемно- центрированной кубической фазы р' из неупорядоченной р-фазьт. Все это приводит к изменению расположения фазовых полей на изотермических сечениях при температурах 580 и 400° С по сравнению с сечениями при 725 и 625° С. Так, при температуре 580° р-фаза системы Си—Zn растворяет значительное количество Ga и распространяется к составу 11 ат. % Zn и 17,5 ат. % Ga, а Ei-фаза системы Си—Ga, которая стабильна при этой температуре, растворяет только ~0,5 ат. % Zn. При температуре 400° упорядоченная р'-фаза системы Си—Zn распространяется только до состава 32.2 ат. % Zn и 7,6 ат.% Ga, а £2-фаза системы Си—Ga растворяет очень мало Zn. Трехфазные области а + £i+ у (при температуре 580° С) и а + £2 + у (rfpn температуре 400°) очень близко примыкают к системе Си—Ga вследствие малых областей гомогенности фаз Ei и £2. Авторами работы [2] на двух сплавах, содержащих ~ от 5 до 9 вес.% Zn и 4 вес.% Ga, была определена температура солидуса, равная 1042-1025° С. Литература 1. Massalski Т. В.% Даупог G. V.— J. Inst. Metals, 1953—1954, 82, 539—544. 2. Hume-Rothery W., Mabbot G. W., Channel-EvansK. M. — Philos. Trans. Roy. Soc. London, 1934, A233, 1—99. Медь — галлий — цирконий Диаграмма состояния Си—Ga—Zr исследована во всей области концентрационного треугольника методами рентгеновского и микроструктурного анализов [1]. Построено изотермическое сечение диаграммы состояния Си—Ga—Zr при 800° С (рис. 95). В системе при 800° образуется 8 тройных интерметаллических соедипений С (ZrCuGa), К, У, 7\ A, G, X°, J% содержащих в основном до 33.3 ат.% Zr. Фаза А имеет незначительную область гомогенности, вытянутую вдоль изокопцентраты 25 ат. % Zr и от ~57 до 62,5 ат. % Ga. В равновесии с а-твердым раствором на основе Си находятся двойное соединение ZrCu3 системы Си—Zr, фаза Р (электроплое соединение с электронной концентрацией 3/2 с ОЦК решеткой) системы Си—Ga и тройные соединения К, Y' и Т. Для некоторых тройных фаз установлен тип кристаллической структуры: Th6MiL>3 (Т - Zr6Cu12f9Ga10,i, « = 12,11 А), Caln2 (С — ZrCuGa, а = 4,197 А, с = 6,491 А) и AuCu3 (A — Zr2CuGa5, a = 4,06 А); структура остальных пяти фаз (К, У, G, Х°, J) не установлена. Составы тройных фаз приведены в табл. 23. 7* 99
Си о Ьи.}агп.°/0 Рис. 94. Изотермические сечения диаграммы состояния системы Си— Ga—Zn при 725* (а) и 400° С (б) [1] Рис. 95. Изотермическое сечение диаграммы состояния [системы Си—Ga—Zr при 800°С [1] 0О1ГЩ ZrzCu5 Zr7Cu3 ZrCu 4f ZrzCu 20 Си уат% 1
Таблица 23. Составы тройных фаз (ат. %) Фаза К Т У л G С Л» / Zr 15,0 20,0 22,0 25,0 33,3 33,3 33,3 40,0 Си 70,0 'i'i,i 55,0 42,5-18 41,7 33,3 19,7 50,0 Ga 15,U 35,0 23,0 62,5—57 25,0 33,4 47,0 10,0 Литература 1. Маркие В. #., Стороженко А. И.— Изв. АН СССР. Металлы, 1974, № 4, 213—214. Медь — гафний — кремний В работе [1] микроскопическим и рентгеновским методами исследовали фазовый состав сплавов Си—Ш—Si в твердом состоянии. Изотермическое сеченне диаграммы состояния при 800°, построенное на основании полученных данных, представлено на рис. 96. В системе образуется семь тройных соединений: HfCuSi, Ilf3Cu4Si4, HfoCuSi4, Hi3Cu4Si2, HiCuSi2, фаза, приблизительно отвечающая формуле HiSio,7Cu0,3, обозначенная на рис. 9G Hf (Cu, Si), и фаза, приблизительно отвечающая формуле Hf5CuSi4. Фаза HiCuSi имеет кристаллическую решетку, относящуюся к пространственной группе Dic2h — РЪпт\ параметры решетки: а = 7,262 А, Ъ = 6,439 А. с = 3,879 А. Фаза IIf3Cu4Si2 имеет кристаллическую решетку, относящуюся к пространственной группе D%b — —Р§2 т с параметрами а =6,303 А, в=3,960 А. Фаза Hf3Cu4Si4 имеет объемпоцептрированную орторомбическую решетку с параметрами а = = 12,989 А, Ь = 6,362 А, с = 3,910 А. Фаза Hi (Cu, Si) имеет решетку типа СгВ с параметрами а - 3,720 А, Ь -= 9,836 А, с = = 3,720 А. Фаза HiCuSi2 имеет тетрагональную решетку с параметрами а = 3,692 А, с = = 8,949 А. Кристаллическая решетка фазы Hl'2CuSi4 орторомбическая с параметрами а = = 3,652 А, Ъ = 3,676 А, с = 32,43 А. Литература 1. Sprenger Я.— J. Less-Common Metals, 1974, 34, N lt 39—71. Медь — гафний — ртуть В системе Си—ffi—Hg исследовали сплавы, лежащие на разрезе CuHg—HiHg, рентгеновским методом [1]. На разрезе CuIIg— IHHg найдена тройная фаза состава HfCuHg2, имеющая кристаллическую структуру типа В32 и кубическую решетку с параметром а = 6,9 А. Литература 1л Puselj Af., Ban Z.~ J. Lcss-Ccrruron Metals, 1974, 38, N 1, 15—18. |Медь — гафний — хром Диаграмма состояния системы Си—Hf—Сг исследована в области Си угла, ограниченного концентрациями 10 вес.% Сг и 40,0 вес. % III, методами дифференциального термического и металлографического анализов [1, 2]. Триангуляция системы была проведена по трем политермическим сечениям при постоянном содержании суммы Сг и Hf 10, 5 и 1,5 вес.%, а также по дополнительно изученным политермическим сечениям при постоянном содержании хрома 5 и 1 всс.%. В микроструктуре медленпо охлажденных сплавов указанных сечений присутствуют три фазы: твердый раствор Hf и Сг в Си (а-фаза); фаза системы Си—Сг (р-фаза); фаза системы Cu—Hf —соединение Hf2Cu7 [3]. Это находится в соответствии с данными работы [4]. Каких-либо новых фаз в структуре не^обна- ружено. Построена проекция поверхностей кристаллизации системы Си—Hf—Сг (рис. 97). Установлено наличие в сплавах четырехфазного понвариаптного равновесия эвтектического типа ж ^± а + р + Hf2Cu7, протекающего при температуре 965 ± 8° С. Точка Е соответствует концентрации жидкой фазы, содержащей 2,5 + ±0,5 вес.% Сг и 15,5 ± 0,5 вес.% Hf. остальное — медь. Ликвидус системы Си—Сг—Hf в исследуемой области концентрации состоит из трех поверхностей первичной кристаллизации (рис. 97): а — твердого раствора на основе Си; Р — твердого раствора на основе Сг и соединения Hf2Cu7. Солидус изученной части системы Таблица 24. Раздельная и совместная растворимость Сг и Hf в Си при различных температурах (вес. %/ат.%) Темпера- 1 тура °С Растворимость Сг и Hf в двухкомпонентных системах I Cr I 900 800 600 40'0 0,19/0,23 0,13/0,159 0,07/0,086 <0,02/<0,0245 Концентрация Сг и Hf, находящихся в равновесии СРИ HfaCll7 Hf Сг | Hf 0,42/0,15 0,29/0,103 0,12/0,043 0,03/0,010 0,07/0,085 0,02/0,124 0,005/0,006 <0,005/ /<0,006 0,25/0,089 0,23/0,082 0,11/0,039 <о,оз/ /<0,0107 101
Hf CuTSi 20 Cu35l CU5SL 40 5ъ; am. °/e 00 00 Pnc. 96. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы^ Си—Hf-Si при 800° С 51 1 /07S" Рис. 97. Проекция поверхностей кристаллизации и изотермы ликвидуса диаграммы состояпия системы Cu-Hf-Cr [1]
описывается одной плоскостью четырехфазного нопвариантного равновесия эвтектического типа и поверхностями солидуса однофазного объема а-твердого раствора и двухфазных объемов а + р и а + Ш2Си7. ы В |>авновесии с а-твердым раствором на основе Си находятся фазы р и Hf2Cu7. В табл. 24 приведены данные по раздельной и совместной растворимости Сг и Hf в Си. Литература ^| J 1. Дриц М. Е., Рохлин Л. Л., Бочеар Н. Р., Лысо- ва Е. В., Розенберг В. Л/"., Николаев А. К.у Шпа- ро II. Б. — Изв. АН СССР, Металлы, 1975, № 3, 217-221. 2. Дриц М. £., Рохлин Л. Л., Бочеар Н. Р., Лысо- ва Е В., Розенберг В. М., Николаев А. К., Шпа- ро Н. Б.— Изв. вузов, Цветная металлургия, 1975, № 2, 122-125. 3. Watanabe В.— J. Japan Inst. Metals, 1966, 30, N 8, 754-759. 4. Suzuki II., Kanno М., Kawakatsu J.— J. Japan Inst. Metals, 1969, 33, N 2, 174—178. Медь — германий — марганец Диаграмма состояния системы Си—Ge—Мп исследована в области медного угла (до концентрации 18 ат. °/о Ge и 32 ат. % Мп) методами металлографического, рентгеновского, микрорситгеноспектрального анализов и методом измерения микротвердости [1, 2]. В системе в исследованной области концентрации обнаружены два тройных шгтерметаллических соединения — М [1, 3] и ГЦ]. Построены изотермические сечения при температурах 220, 500 (рис. 98) и 850° С. В системе Си—Мп—Ge при температуре 220° к медному углу примыкает значительная область однофазного а-твердого раствора на основе Си. Найдено, что в равновесии с а-твердым раствором на основе Си находятся тронные фазы М н Т и гексагональная фаза £ (соединение Cu5(ie с электронной концентрацией 3/2) из двойной системы Си—Ge. Границе между однофазной и трехфазной областями соответствует концентрации —1 ат. % Мп и ~9,5 ат.% Ge. При температуре 500° С область однофазных сплавов значительно расширяется, двухфазные и трехфазные области смещаются в сторону больших концентраций Мн. При этом пределу совместной растворимости Мп и Ge в Си соответствует 7,5 ат.% Мп и 9,5 ат.% Ge. В сплавах с большим содержанием Мп и Ge, закаленных с 850° С, обнаружено частичное оплавление, эти сплавы лежат при 850° С в двухфазной области ж + а. Па изотермических сечениях при температурах 220 и 500° фазовые равновесия, имеющие место на участке диаграмм между областями (а + М + Г), (а + £) и £, не изучены. 1п 4 /2 20 20 35 Рис. 98. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—Ge—Мп при 500° С [1,2] Тронная фаза М по данным микрорентгено- спектрального анализа содержит ~29 ат.% Мп и 19 ат.% Ge. Ее состав близок к формуле соединения Culi5MnGe0i5, которое было обнаружено в работе [3]. Тройная фаза Т содержит 65 ат.% Се и 30 ат.% Мп. • нк ^Литература ( 1. Гаврилова И. В., Золоторевская А. /О., Новиков И. //., Шпичинецкий Е. С. Научн. труды НИИ «Гипроцвет- мстобработка», вып. 41, 1974, с. 81—84. 2. Гаврилова И. В., Золоторевская А. /О., Новиков И. 11., Шпичинецкий Е. С.— В сб.: Структура фаз, фазовые превращения и диаграммы состояния металлических систем. М-, «Наука», 1974, с. 180— 182. 3. Теслюк М. Ю.у Гладишевский Э. И.— Вестник Львов, уп-та, 1963, вып. 6, с. 42—45. Медь — германии —{никель] Сплавы системы Си—Ge—Ni исследованы со стороны двойной системы Си—Ni в области концентраций до 50—00 ат.% Ge микроскопическим и рентгеновским методами [1]. В системе обнаружено три тройных соединения: Ni3Cu2Ge2 (Я), Ni15Cu65Ge20 (A13) и Ni15Cu58Ge22 (D8vl*), а также двойные фазы Cu5Ge (A3), C\x3Ge(DOilvV2) — орторомбическая искаженная Х-типа и (А4) из двойной системы Си—Ge и фазы Ni3Ge (Ьг), ~ Ni2Ce (B8) и NiGe (В31 — структура «сокращенного типа») из двойной системы Ni—Ge. Построено изотермическое сечение при 500° (рис. 99). В равновесии с твердым раствором Ge и Ni в Си (А1) 103
«U7NiGe fS JO S/7 NL, am. % Рис. 99. Пзотсрмическое сечение диаграммы состояния системы Си— Gc—Ni при SD0° С [1] 70 SO Ni Рис. 100. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—Ge- Su при 20° С [1] находятся двойные и тройные фазы Cu5Ge {АЗг), NigGe (L22), Ni3Cu2Ge2 (Я), Ni16Cu65Ge20 (A13). Наиболее характерная тройная фаза системы Си—Ge—Ni с узкой, но очень длинной (^от 25 до 60 ат. % Ni) областью протяженности — Ni3Cu2Ge2 (Я) имеет гексагональную элементарную ячейку. Константа решетки а меняется от 6,84 до 6,96 кХ в зависимости от изменения электронной концентрации от 1,25 до 1,6; приа = 6,94 с/а =1,81. Эта фаза изоструктурна фазам Ni5As2 н Pd6Sb2. Фаза Ni15Cu65Ge20 (тип А13) имеет небольшую область гомогенности и обладает структурой |}-Ми. Константа 104
решетки этой фазы (а 0,200 кХ) лежит между константами решетки фаз Cu5Si (тип А13) (а = = 0,21 кХ) и CoZn (тип А13) (а = 0,33 кХ) при электронной концентрации 1,45. Тройное соединение Ni15Cu68 Ge2n(D8vlf*) имеет также небольшую область гомогенности. При этом составе находятся по крайней мере две однотипные, мало отличающиеся друг от друга фазы со структурой 7~латупи. Электронная концентрация равна 1,02 и находится в хорошем соответствии с правилом Юм- Розери. В работе [1] также приведены данные копстапт решеток ряда исследованных сплавов этой системы. Литература 1. Burkhardt W., Shubert K.— Z. Mctallkundc. 1959, 50, N 4, 196—198. Медь — германий — олово' Диаграмма состояния системы Си—(ie—Sn исследована во всем концентрационном треугольнике рентгеновским методом [1]. Построены изотермические сечения системы при 20° (рис. 100) [1], 751) и 700° [2]. Тройных соединений в системе не обнаружено. В равновесии с а-твердым раствором на основе Си находятся фазы ^ и 8, присутствующие в двойных системах Си—Ge и Си—Su. Изотермическое сечение при комнатной температуре содержит 8 однофазных областей (а, £. б, ех, e, n\ Ge и Sn), 13 двухфазных областей (а -'- £, а -'- б, t f 8, £ -^ еь ех + б, f, ■- -'- е, б - е, Ej -f (re, et + n; г + n\ n + + Ge, n' + Sn и Ge + Sn) и 0 трехфазных областей (a + £ +'б, £ + fx + б, ех + б + + б, ех + e + n'. гг +- n' + Ge и n' + Ge + + Sn). Литература 1. Cheng C. S.t Chang W. /., Lin С IT,, Liu С. C — Acta phys. sinica, 19C6, 22, № 4, 423—428. 2. Zwickrr U., Muller C, Bohm W.t Flofmann U. — J. Loss-Common Metals, 1975, '«3, 33—48. Медь — германий — селен Авторами работы [1] проведены исследования характера взаимодействия в тройной системе Си—Ge—Se и показана возможность образования и устойчивости тройного соединения Cu2GeSe3. Соединение Cu2GeSe3— сложная халькогешщная тетраэдричсская фаза типа AgB^C^1. Разрез Cu2Se—GcSe2 является квазибииарным. Литература 1. Зотова Т. В., Карагодин Ю. А.— Тез. докл. V Все- союз. совещ. го физ.-хим. анализу. М., «Наука». 1976, с. 137. Медь — германий — сера Авторами работы [1] проведены исследования характера взаимодействия в тройной системе Си—Ge—S и показана возможность образования и устойчивости тройного соединения Cu2GeS:,. Соединение Cu2CeS3 — сложная халькогспидная тетраэдричсская фаза типа A*BIVC^\ Разрез Cu2S—GeS является квазибииарным. Литература 1. Зотова Т. В., Карагодин 10. Л.— Тез. докл. V Всесоюз. совещ. по физ.-хим. анализу. М., «Наука», 1976, с. 137. Медь — германищ- [серебро Диаграмма состояния системы Си—Ge—Ag исследована во всей области концентраций методами микроструктуриого, термического и рентгеновского анализов [1J. Тройных интерметаллических соединений в системе не обнаружено. Построена проекция поверхностей кристаллизации системы Си—Ge—Ag (рис. 101). Ликвидус системы состоит из шести поверхностей первичной кристаллизации: аси — твердого раствора на основе Си, аде — твердого раствора на основе Ag, поверхности Ge, а также соединений P(Cu5Ge), 7(Cu4Ge) и 6(Cu3Ge). В системе обнаружено существование двух нонвариантпых перитек- тических точек и двух нонвариантпых эвтектических точек. Тип нонвариантпых четырех- фазных равновесий, протекающих в этих критических точках, их составы и температуры превращений приведены в табл. 25. Таблица 25. Состаны критических точек, тип четы ре\фа:шыч рашювеснй и их температуры я ь Ко* Pi Р-2 Е, Ег Тип равновос ш ж - aClI ^ Cu5Gc ; аА„ ж -|- Cu4Ge ^ Cu3Gn -\ СиГ)Си- ж ^ Cu0Ge 7- аА„ ; Cu3Gu ж ^ Cu3Ge + аА„ 4 Ge Состав, 1 .вес. % 52Cu, llGe 37At? 5lCuT15Ge 34A$ ~5Xu, 13Ge 37Ao- ~33Cu,23Ge 44Aq Температура, eC -685 -610 545 520 В равновесии с a-твсрдым раствором на основе Си находятся при 500° фазы а^% и P(Cu6Ge) (рис. 102). Область аСи с понижением температуры уменьшается также сильно. Литература 1. Nowotny И., Bachmayer К.— Monatsli. Chemic, 1950, 81, 669-678. 105
700° е3 т° ^ МО Рис. 101. Проекция поверхностей кристаллизации и изотермы ликвидуса диаграммы состояния системы Cu-Ge -Ag [1] Медь — германии — сурьма Диаграмма состояния системы Си—Се—Sb исследована в области медного угла лишь по разрезу, проходящему от состава с 26,5 % Ge в двойной системе Си—Се к составу с 49 % Sb в двойной системе Си—Sb, методом изучения микроструктуры [ 1 ]. Найдено, что в медном углу системы Си— — Ge—Sb в твердом состоянии при температурах до 500° -у-фаза на оспове химического соединения Cu2Sb участвует в равновесии с фазой е, состав которой в двойпой системе Си—Ge отвечает стехиометрическому соотношепию компонентов по формуле Cu3Ge. 106 Исследованием микроструктуры сплавов германиевого угла (разрезы с постоянным содержанием 80 и 60% Ge, а также лучевого разреза из германиевого угла к сплаву с 49 %Sb в двойной системе Си—Sb) показано, что в твердом состоянии в интервале температур до 500° германий находится в равновесии с 7-Фазой на основе химического соединения Cu2Sb. Литература 1. Потемкин А. Я., Кузнецова Е. С — Труды Ип-та металлургии им. А. Л. Байкова АН СССР, 1961 вып. 8, с. 133—142. Медь •— германии — теллур Диаграмма состояния Си—Ge—Тс исследована во всей области концентраций методами микроструктурного, рентгено-
fig Рис. 102. Изотермическое сечей не диаграммы состояния системы Си—Ge—Ag при 500 С [1] Рис." 103. Проекция поьерхиостеи кристаллизации диаграммы состояния системы Си -Ge Те 11]
Ль,am- %\ Рис. 104. Изотермическое сечен не диаграммы состояния системы Си—Ge—Те при 250° С [1] структурного, дифференциального термического анализа и измерения микротвердости и электропроводности [1—4]. Тройных иптерметаллических соединений в системе не обнаружено [1, 2]. Система Си—Ge—Те делится квазибинарными разрезами GeTe— —Cu2Te, GeTe—Cu3Ge, Cu3Ge—Cu2Te на четыре частных диаграммы Те—Cu2Te— —GeTe, Cu2Te—Cu3Ge—GeTe, Cu3Ge—Ge— —GeTe и Cu2Te—Cu—Cu3Ge. Поверхность ликвидуса тройной системы состоит из одиннадцати полей первичной кристаллизации фаз: Си, Ge, Те, GeTe, Cu2Te, СиТе, Си4Те3, Х-фазы системы Си—Тс, Cu3Ge, £ и е2-фазы системы Си—Ge (рис. 103). Установлено существование пяти нонвариантных перитсктических точек, а также четырех нонвариантных эвтектических точек, в которых заканчивается кристаллизация в каждой частной системе. Тип нонвариантных четырехфазных равновесий, протекающих в этих критических точках, их составы и температуры превращений приведены в табл. 26. В области, богатой Си, имеется довольно значительная область расслаивания сплавов в жидком состоянии. Область расслаивания примыкает к стороне Си—Те и ограничена линией /i/2tfbmii простираясь в глубь системы Си—Ge—Те до 20 ат. % Ge и 67 ат. % Си. Построено изотермическое сечение системы Си—Ge—Те при 250° С (рис. 101). Таблиц» 26. Составы критических точек, тип рапнореенн ir их температуры с; Ex Е2 Е3 Е4 Рг Р* Рз Р* Р.-, 1)12 с7 ^6 Тип равновесия ж ^ То ; СиТо -4- GcTc ж ^t Cu.Te + Cu3Go + + GeTo ж ^ Cu3Gc + Gc -'■ GoTo ж jt t + Cu,Ge + CibTc ж f- Y tt Cu,To3 J- Cu.,To ж J- Cu4Tc3 zi CuTc + X ж j- СиТо tt Те + Cu,Tc3 ж \- £ ^Cu ; Cu3Gc ж ■ f- e2 ^ Ge »f- Cu3Gc ж z± ж2-\- Си/Ге ж ^ Cu»Tc + Cu4Ge ж ^ GcTe 4 Cu3Go ж ^ Cu3Te -+ GeTe Температура, °C 309 \W 559 685 435 382 323 711 650 806 741 576 565 Состав, а т. % Си Ge Те 24 5 71 23 38 39 20 45 35 77 21 2 25 10 65 24,5 8 67,5 24 6 70 80 18 2 63 I 36 I 1 70 мол.о/0Си2Те 20 мол.%Си.2Те 30 мол.%СизСе 38 мол.%Си,Те В равновесии с твердым раствором Ge и Те в Си паходятся фазы Си2Те и £ из двойных систем Си—Те и Си—Ge. Установлено существование восьми трехфазных полей кристаллизации фаз, разделенных узкими двухфазными полями. В твердых растворах Ge в Си растворяется 2 ат. °« Те. По данным работы [51, полученным методами дифференциального термического, рентгенографического и микроструктурного анализа, в отличие от работ [1, 2] обнаружено существование тройного химического соединения Cu2GeTe3 (обладающего сверхструктурой), которое образуется по перитектической реакции при 500° Си2_хТср + GeTep + ж ^ Cu2GeTe3. Показано также, что в этой системе присутствуют две области несмешиваемости вместо одной по данным [1]. Первая из них в области медного угла распространяется в тройную систему из двойной системы Си—Ge, как и в работе [11, а вторая область возникает непосредственно в тройной системе. В работе [5] обнаружено существование пяти нонвариантных перитектических и пяти нонвариантных эвтектических точек. Литература 1. Абрикосов Я. X., Соколова И- Ф.7 Банкина В. Ф- Депонировано в ВИНИТИ, № 3055-76 от 17.8.76. 2. Абрикосов II. X.— Изв. АН СССР, Неорг. материалы, 1976, 12, № 1, 19—22. 3. Абрикосов II. X., Банкина В. Ф., Лев Е. Я., Сысоева Л. М.у Соколова И. Р.— Изв. АН СССР, Неорг. материалы, 1970, 6, № 5, 864—867. 4. Абрикосов Я. X., Бйнкина В. Ф., Соколова И. Р.— Иав. АН СССР, Неорг. материалы, 1973, 9, № 1,129. 5. Doggny M., Carcaly, С, Rivet /., Flahaut J.— J. Less-Common Metals, 1977, 51, N 2, 181—199. 108
Медь — германий — цинк Диаграмма состояиия Си—Gc—Zn исследовалась в работах [1, 2]. Авторы работы [1J изучили несколько сплавов системы до содержания 4,49 ат. % Ge и 8,86 ат. % Zn и установили температуры солидуса этих сплавов (1012— 1042° С). В работе [2] методами микроструктурного и рентгеновского анализов построены изотермические сечения системы Си—Ge—Zn при температурах 550 и 400° С, которые приведены на рис. 105. В исследуемой области концентраций сплавов, т. е. до содержания 20 ат. % Ge и 50 ат. % Zn, тройных интерметаллических соединений не обнаружено. При температуре 550° С в равновесии с а-твердым раствором на основе Си находятся фазы £ и р из двойных Си—Gc и Си—Zn систем, а при температуре 400°— фазы £ и f$' тех же двойных систем (фаза Р' появляется в двойной системе Си—Zn вследствие упорядочения Рфазы). Гексагональная £-фаза (соединение Cu6Ge с электронной концентрацией 3/2) системы Си—Ge и ОЦК фазы Р и Р' (Р-фаза — соединение CuZn с электронной концентрацией 3/2 и ОЦК структурой типа VV, а (З'-фаза — с упорядоченной ОЦК решеткой типа CsCl) системы Си— Zn имеют большие области гомогенности в тройной системе. При 550° £-фаза растворяет 21 ат. % Zn (при содержании 10 ат. % Ge), а Р-фаза растворяет 7,5 ат. % Ge. При температурах 550 и 400° Р- и Р'-фазы находятся в равновесии, кроме а и £ фаз, с Y-фазой (соединение Cu5Zn8 с электронной концентрацией 21:13 типа 7"латУпи) системы Си—Zn. При этих же температурах £-фаза находится в равновесии, кроме а-, Р~, Р'-фаз, с фазой, состав которой не определялся. На рис. 105, б эта фаза обозначена, как «вторая фаза». Литература 1. ITume-RctheryW.,MabbotG.W., Channel-Evans К.М.— Philos. Trans. Roy. Soc. London, 1934, (A), 233, 1—99. 2. Greenfield, Raynor G. V.— J. Inst. Metals, 1951 — 1952, 80, 375—384. Медь — германии — цирконии Сплавы системы Си—Ge—Zr изучены в области медного угла [1]. Показано, что в тройных сплавах образуется тройное соединение Е состава CuZrGe. Между медью и соединением Е существует квазибипарное сечение эвтектического типа, при этом состав эвтектики в системе Cu-CuZrGe следующий: Си—94, 80; Zr — 2,00, Се —2,60 ат. %. Сплавы области Си—Е—Cu5Zr имеют фазовый состав Си + + Cu5Zr + Е. Лптература 1. Perry Л., Nicoll A. R. Швейц. пат. кл. С22С 9/00, № 579 633, заявл. 13.11.72, опубл. 15.09.76. Медь — железо — кислород Фазовые равновесия в сплавах системы Си—Fe—О изучены методом рентгеновского анализа в области концентраций Си—СиО— Fe203-Fe [1]. В системе обнаружено образование трех тройных соедипений CuFe608, CuFe204 и CuFe02. Построено изотермическое сечение при 830° (рис. 10G). Установлены границы семи двухфазных и шести трехфазных областей: 7— СиО + шпинель (Cu4Fe3_x04); 2 — Fe203 + шпинель; 3 — шпинель -+- гематит (Fe«>03); 4 — CuO + CuFe608 + CuFe02, 5 — CuFe02 + шпинель; 6 — Cu.O + CuFo02 + Fe304, 7 — CibO + 4 CuO + CuFe02, 8 — Cu + Fe304 + Cu20, 9 — магнетит (Fe304) + A3; 10 — магнетит + + вюстит + A3, 11— вюстит + А; 12— вюс- тит + Ах + А2, 13 — вюстит + Аг (Аи Л2, А3— сплавы медь-железо). Литература 1. Katsutoshi О., Yoshihiro /., Akio У., Joichiro M.— J. Japan Inst. Metals, 1972, 36, N 7, 701—704. Медь — железо — кремнии Фазовые равновесия в сплавах системы Си—Fe—Si исследованы авторами [1, 2]. В работе [1] диаграмма состояния Си—Fe—Si изучена методами термического и микроструктурного апализрв в области концентраций до 8 вес. % железа и кремния. Определены линии ликвидуса и солидуса и построены изотермические сечения при 970, 925, 870, 800, 750, 675 и 550° С. Авторами [2] диаграмма состояния Си— Fe—Si исследована методами термического и микроструктурного анализов в области, ограниченной Си—Fe—FcSi—Cu3Si. Соединения FeSi и Cu3Si образуют квазибипарное сечение эвтектического типа с температурой эвтектического равновесия 847°. Состав эвтектической точки близок к составу Cu3Si. Проекция поверхностей первичной кристаллизации по работе [2] приведена па рис. 107. В исследованной области концентраций установлены четыре нонвариантных перитектиче- ских равновесий. Состав критических точек, температура pi тип равновесий приведены в табл. 27. 109
Рис. 105. Изотермические сечения диаграммы состояния системы Си— Ge—Zn при 550 (а) и 400° С (о) [2] CuA3Az 20 40 60 80 А1 Гв Fc, am.°/o Рис. 106. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си— Fe—О при 830° С
В системе Си—Fc существуют твердые растворы на основе а-, у- и 6—Fe, в системе Fe—Si твердый раствор на основе у—Fe образует петлю и а-твердый раствор существует от комнатной температуры до илавлепия, тройпой твердый раствор на основе объемно- центрированной решетки низко- и высокотемпературном модификаций обозначен акс. В сплавах Си—Fe—Si имеет место расслаивание в жидком состоянии. На линии расслаивания обозначены две критические точки Кг и К2, их составы и температуры приведены в табл. 27. Таблица 27. Данные о четырехфа;шых равновесиях в сплаоах Си—Fe—Si CUjSi Критическая точка Pi Р-2 Рз Р4 Кх к2 Тип равновесия ж + ТГе ^ aFe + eCu aFe + FcSi ^ Fe3Si2 + ж ж + aFe ^ Fe3Si'i + eCu ж -г Fe3Si2 zz FeSi f eCu — — Состав, всс.% Cu 03,5 89,0 91,5 91,4 36,5 70,0 Fe 1,5 3,0 1,0 1,0 62 18,0 si 5,0 8,0 7,5 7,6 1,5 12,0 ратура, °C 1068 ' 91G 890 85(> 1425 IM0 Область первичпой кристаллизации твердого раствора па основе меди — ecu ограничена линией Си п2РлР3РАп3, твердого раствора на основе ^Fe — щРъПц твердого раствора на основе ape — niPlP3P2ely соединения FeSi— e1P2P/ji3e2e3 FeSi, соединения Fe3Si2—Р2Р4Р3Р2, соединения Cu3Si—Cu3Si—е3—е2 (практически сливается с двойной системой Си—Cu3Si). Фазовый состав сплавов при комнатной температуре показан на рис. 108 [2]. При комнатной температуре в равновесии с твердым раствором на основе меди (еСи) находятся фазы: твердый раствор на основе аре и соединения Fe3Si2, FeSi, Cu3Si. гч чо 60 Рис. 107. Проекция поверхностей ликвидуса диаграммы состояния системы Си—Fe—Si Литература 1. Hanson D., West £.— J. Inst. Metals, 1934, 54, N 1, 229—255. 2. Vogel i?., Horstmann #.— Arch. Eisenhuttenwes., 1953, 24, N 9/10, 435-440. r f Медь —Гжслезо — кобальт Диаграмма состояния системы Си—Fe—Со исследов^а методами термического и микроструктурного анализов в полном объеме концентраций [1]. В более поздней работе [2] W. Koster и Н. Schmid несколько переработали диаграмму Рис. 108. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—Fe—Si при комнатной температуре Z0 40 00 Fe, Вес. % 00 111
Си пц 20 40 60 i ВО Со Рис. 109. Проекция поверхностей ликвидуса диаграммы состояния системы Си—Fe—Со состояния Си—Fe—Со в связи с изменением строения двойных систем. Проекция поверхностей ликвидуса диаграммы состояния системы Си—Fe—Со по [1, 2] приведена на рис. 109. По линии п2п3 протекает перитектическое равновесие ж + 6Fe ^t ^± у с переходом перитектических равновесий двойных систем одного в другое и понижением температуры от 1499° системы Fe—Со к 1484° системы Fe—Си. Линия щщ характеризует перитектическое равновесие ж + у ^t acu, температура которого понижается от температуры 1110° пери- тектического равновесия ж -\- усо ^ <*си систе~ мы Си—Со к температуре 1094° перитекти- ческого равновесия ж + у$е ^ «си системы Си—Fe. Fe n2ns — область первичной кристаллизации твердого раствора на основе бке, Сищщ — область первичной кристаллизации твердого раствора на основе меди (а-и), п2пъ Согс^— область первичной кристаллизации тройного твердого раствора на основе уге и Yco (Y(Fe-Co))- Фазы у?е и Yco в твердом состояпии образуют непрерывные ряды твердых растворов. Сплавы Си—Fe и Си—Со в твердом состоянии имеют ограниченную растворимость и претерпевают эвтектоидный распад уке или ^со па осей и аре или асо- Температура овтсктоидного превращения в системе Си — Fe от добавки кобальта поднимается, достигая максимального значения 950° 112 на разрезе Си — 52 вес. % Fe + 48 вес. % Со, затем падает до комнатной температуры. В работе [2] дано гипотетическое распределение фазовых областей при комнатной температуре. Литература 1. Iellinghaus W.— Arch. Eisenhiittenwes., 1936, 10, N 3, 115-118. 2. Guertler ИЛ Konstilulion der tcrnareu metalliscben Systeme (Ilandbucb), 1956, N 1. Медь — железо — марганец, Диаграмма состояния системы Си—Fe—Ми исследована методами термического и микроструктурного анализов в полном объеме концентраций [1]. По данным [1] сплавы Си—Ми и Fe—Mn образуют непрерывные ряды твердых растворов. В системе Си—Fe наблюдается разрыв растворимости в твердом состоянии и образуется смесь твердых растворов. Разрыв растворимости распространяется и на тройные сплавы Си—Fe—Mn. Автор [1] построил проекцию поверхностей ликвидуса, определил положение изотерм ликвидуса и солидуса и область смеси твердых растворов. В более позднее время были переработаны двойные диаграммы, образующие тройпую Си—Fe—Mn. В сплавах систем Си—Мп и Fe—Mn имеют место перитектические превращения. В этой связи W. Koster и Н. Schmid пересмотрели тройную диаграмму и внесли соответствующие изменения [2]. На рис. 110 приведена проекция поверхностей ликвидуса по [1, 2]. Линия п^п2 характеризует перитектическое превращение ж -\- бре ^ Y* температура этого превращения понижается от сплавов Fe—Mn к Fe—Си. Область Fe ntn2 — поверхность первичной кристаллизации тройного твердого раствора на основе 6рс. По линии п3п4 протекает перитектическое превращение ж -j- бмп ^ У с понижением температуры от сплавов Fe—Mn к Mn—Си. Область Мп пъпА — поверхность первичной кристаллизации тройного твердого раствора на основе бмп. Основную поверхность концентрационного треугольника — ПаЩщКщ — занимает область первичной кристаллизации тройного твердого раствора на основе YFe-мп- В сплавах, богатых медью, жидкость пересыщается медью и железом и по линии Кпъ происходит одновременное выделение кристаллов твердого раствора на основе меди — осей и на основе уге- Критическая точка А' лежит при температуре 880° и имеет состав (в вес. %): 10 Fe, 55 Си, 35 Мп. Сплавы ymh c YFe И медью образуют непрерывные ряды твердых растворов. Сплавы Си—Fe в твердом состоянии имеют ограниченную рас-
Рис* ПО, Проекция поверхностей ликвидуса диаграммы состояния системы Си—Fe—Mn творимость. Область ограниченной растворимости от добавки марганца уменьшается. На поверхность ликвидуса (рис. 110) нанесена область ак'с смеси твердых растворов на основе аСи и YFe при температуре 800—900° С. Автор [3] исследовал влияние содержания углерода па расслаивание в жидком состоянии сплавов системы Си—Fe—Mn. Литература 1. Parravano iV.— Intern. Z. Metallogr., 1913, Bd 4, 171—202. 2. Guertler W. Konstitution der ternaren metallischen Systeme (llandbuch), 1956, N 1. 3. Ostermann F.— Z. Metallkunde, 1925, 17, N 9, 278— 282. Медь — жеаезо — молибден Диаграмма состояния Си—Fe—Мо исследо- вапа методами термического и микроструктурного анализов в области, богатой железом, до 25 вес.% меди и молибдена [1]. На основании данных о двойных системах и теоретических положений дана схема кристаллизации всех сплавов системы Си—Fe—Мо. В системе Си—Fe—Мо предполагается восемь гюнвариантных равновесий: I — ж ^± а -\- у -\- ж (Си); II — ж (Си) + у £± а + Си; III — ж + Мо £* г] + ж (Си); IV — ж -{- r\ ^ г -\- ж (Си); V — ж z± а + е 4- ж (Си); VI —ж{Сп) ,±а + Е+т\; VII — rj ^ е + Мо + ж (Си); VIII — ж (Си) ^ б + Си + Мо. 8 Диойные системы ЗдестЛа и у — твердые растворы на основе а- и у-железа; б, ц — двойные соединения системы Fe—Мо (первое образуется по перитекти- ческой реакции при 1480° и стабильно до комнатной температуры). Фаза т\ образуется по пернтектической реакции при 1540' и стабильна до 1180° ; Мо — тройной твердый раствор на основе молибдена. В исследованной области сплавов предполагаемая схема кристаллизации подтверждена экспериментально. Установлено, что в тройной системе Си—Fe—Мо тройных соединений не образуется. Тройной твердый раствор на основе меди находится в равновесии с а, у, £ и Мо. Литература 1. Dannohl W. Wissenschaftlicbe Veroffentlichungen aus den Siemens Werken, 1938, 17, N 2, 1—13. Медь — железо — мышьяк Диаграмма состояния Си—Fe—As изучена методами микроструктурпого, термического и ретгенографического а па л изо в в области концентрации Си—Fe—FeAs—Cu3As [11. В тройной системе Си—Fe—As образуется тройное соединение (Fe, Cu)2As, которое является твердым раствором на основе двойного соединения Fe2As. В равновесии с твердым раствором на основе меди — аСи находятся следующие фазы: твердый раствор па основе железа, тронное соединение (Fe, Cu)2As и двойное соединение Cu3As. На основании исследования процессов кристаллизации сплавов двух сечений установлено, что в системе Си—Fe—As имеет место че- тырехфазное эдтектическое равновесие при 680°. Соединение (Fe, Cu)2As с Cu3As образует эвтектику при 750°; состав эвтектической точки (в ат.%): 6,2 Fe, 67,6 Си, 2С,2 As. Рентгенографическим и микроструктурным анализом на отожженных при С00°—6 ч и ох- лаждепиых со скоростью 40/час сплавах установлены грапицы фазовых областей при 300° (рис. 111). Соединение (Fe, Cu)2As имеет тетрагональную решетку с параметрами а = 3,728 А, с = - 5,898 А, с/а = 1,582. Литература 1. Ilennig Е/., Pawlek F.— Z. Erzbergbau und Metallhut- temves., 1965, 18, N 4, 293-297. Медь — железо — iniKeib Диаграмма состояния системы Си—Fe—Ni подвергалась многократным исследованиям [1—9]. В работах [1—4] установлена граиица 113
Рис, 111. Изотермическое сечение диаграммы состолнил системы Си— Fe—As при 300° С ** Z0 40 00 00 пг Рис. 112. Проекция поверхностей ликвидуса диаграммы состояния системы Си—Fc—Ni Ре, дм. V* Рис. 118. Области распада тройного твердого раствора сплавов Си—Fe-Ni при различных температурах распада тронного твердого раствора при комнат- иой температуре. Наиболее полно н подробно фазовые равновесия в сплавах Си—Fo—Ni изучены авторами [5]. Ими исследованы превращения в твердом и жидком состояниях, определена граница распада тройного твердого раствора при 20, 000, 800 и 1220° и построена проекция поверхностен ликвидуса. По данным [51 температура перитектической реакции ж + 6Fe £* yvo понижается от сплавов Си—Ке к Fe—Ni. В работе [0] W. Roster и II. Schinid переработали диаграмму состояния в соответствии с новыми данными о двойных сплавах. Па рис. 112 по обобщенным данным [5, Г>] приведена проекции поверхностей ликвидуса. По линии п2п3 протекает пернтектическое превращение ж + 6t> z± 7ке, температура которого понижается от сплавов Ке—Ni к сплавам Ке—Си. По лппнн Кщ происходит совместная кристаллизация твердых растворов ас., и уке- Критическая точка К находится при температуре 1220 и имеет состав (в вес.°о): 33 Ке, 27 Ni и 40 Си. Основное поле концентрационного треугольника Занимает область первичной кристаллизации тронного твердого раствора па основе железа и никеля — 7ге~ми КепоНз — область первичной кристаллизации твердого раствора на основе 6>Р. Сплавы медь—никель и никель — yVi. образуют непрерывные ряды твердых растворов, сплавы медь—железо имеют в твердом состоянии ограниченную растворимость, которая распространяется па тронные сплавы Си—Ке- Ni. Па рис. 113 представлено положение области распада твердого раствора при различных температурах. Область твердых растворов от добавки никеля уменьшается п исчезает в случае добавки 28°0 никеля при 1220 , а при 82% никеля — при комнатной тсмперат\ ре. Авторами [7] методом рентгенографического апализа изучены фазовые равновесия в сплдвах Си—Ке—Ni при температурах между 700 и 500'. Исследования проводили на отожженных при 900е и охлажденных со скоростью 20 час сплавах. Ими было установлено, что сплав состава FeCu4Ni3 при температурах выше 800° имеет гранецентрироваппч ю кубическую решетку. Прп отжиге (мО зтот сплав распадается па две фазы состава ~KeCn,3Nie и ~ KeCnNi2 с грансцеитрнровапиой кубической решеткой, по различными параметрами —a 3,587 A для первого состава н о —■■- 3ЭГ)ЬТ> А для второго. Существование соединения KeCn4Ni3 выше 800 и его распад ниже 800 подтверждены в работе» [81. П. В. Крум-Гржпхтйло [91 методом гальвипо- магиитпого эффекта быстроохлаждеипых сплавов обнаружил существование большого коли- 114
чесгва химических. соединений в сплавах Си—N\ и Fe—Ni, а также тройных соединений. Области несмешиваемости в жидком состоянии при температурах 1123 и 1323° К исследованы в работе [10] (сообщается по [111). Литература 1. Vvgel Я.— Z. anorp. Chem., 1910, Bd67,1—16. 2. Tasaki Л/.— World Eng. Kongress Tokyo, 1929, Proc. 3<i. Min. Met. Tart 4, p. 231—237. . 3. Checenard P. A., Porter in A. M., Wache X.F.— J. Inst. Metals, 1929, 42, 337. 4. Dahl 0., Pfaffenberger J.— Z. Mctallkunde, 1933, 25, 241—245. 5. Koster W., Dannohl W.— Z. Mctallkunde, 1935, 27, N 9, 220—226. C. Guerter W.— Konstitution <lcr tcrnaicn metallise lieu Systcme (справочник), 1950, N 1. 7. Bradley A, /., Bragg /,., Sykes С— J. Iron and Steel Inst., 1940, 141,63—157. 8. Балли Д., Захарова М.— Докл. АН СССР, 1954, 96, № 3, 453-456. 9. Грум-Гржимайло Я. В. Изв. СФХА АН СССР, 1953,23, 101—109. 10. Counsell J. F., Lees E. В., Spencer P.— In: Inst. Syrap. Met. Chcm. Fundam. und Appl. Brunei Univ. 14—16 July 1971 (Prepr. pap.). 11. Диаграммы состояния металлических систем. Сира- почник (под редакцией Н. В. Агеова), 1971, с, 289. Медь — железо — палладий Диаграмма состояния системы Си—Fe—Pd исследована методами термического и мнкро- структурного анализов в полном объеме концентраций [1]. Сплавы Си—IM и Fe—141 при высоких температурах образуют непрерывные ряды твердых растворов, по в твердом состоянии претерпевают ряд превращении. Сплавы Си—Fe в жидком состоянии полностью растворяются, в твердом состоянии образуют смесь твердых растворов. На рис. 114 приведена проекция поверхности первичной кристаллизации сплавов Си—Fe—Pd. Линия пк разделяет области первичной кристаллизации твердого раствора па основе меди (е) и на основе у*\. (у). Основное поле концентрационного треугольника занимает область тронного твердого раствора па основе палладия. Л nnmi clef и ahc ограничивают область распада тронного твердого раствора при температурах солидуса и комнатной соответственно. Процессы кристаллизации и превращения в твердом состоянии сплавов Си—Fe—1М показаны па двух полптермнческих сечениях (рис. ИГ)). В твердом состоянии при 1070 образуется тройпое соединение, состав которого выражается формулой PcLFedi, тройное соединение при ОГ>0 претерпевает полиморфное превращение о2 < - ол. Образование тройного соединения в сплавах Си — Fe—Pd подтверждается строением диаграмм «состав—свойство» [21. Литература 1. Григорьев А. Г., Пожарская Г. Б,— ЖНХ, 1963, 8, вып. 1, 141—145. 2. Григорьев А. Г., Пожарская Г. В.— ЖНХ, 19G3, 8, вып. 12, 2G94—2699. Медь — железо — платина Диаграмма состояния Си—Fe—Pt исследована методами термического и микроструктур- ного анализов, измерения твердости по Бри- неллю и температурного коэффициента электросопротивления в области, богатой платиной, до 20 ат. % меди и железа [1]. Установлено, что при высоких температурах все сплавы, за исключением сплавов с содержанием 20 ат. % Pi и меньше, являются твердыми растворами. При понижении температуры происходит распад твердого раствора, с образованием двойных соединений PtFe, PlCu, PtCu3 и тройного PuFeCu. Тройное соединение образуется при 1200J, дает непрерывные растворы с платиной и соединением PtFe и имеет ограниченную растворимость с PtCu. Тройное соединение Pt2FeCu находится в равновесии с твердым раствором на основе меди. Литература 1. Немилое В. А., Рудницкий А. А.— Изв. СФХА АН СССР, 1941, 14, 263—281. Медь — железо — сера Диаграмма состояния системы Си—Fe—S в области, богатой медью, исследована авторами [1—4]. В работе [1] изучены фазовые равновесия в жидком состоянии. Наиболее подробно и полно методами термического, микро- структурного и рентгеновского анализов диаграмма состояния Си—Fe—S в области Cu—CiioS—CnFcS2—FeSx 08—Fe разработана авторами 13]. В исследованной области концентраций образуются четыре тройных соединения: Cu4FeS3j08» Cu6FeS4, CnFeS2, Cn3Fe4S6. Соединения Cu4FcS3 08 и Cu5FeS4 при высоких температурах с Cn2S и между собой образуют непрерывные ряды твердых растворов. Соединения CuFeS2 и Cn3Fe4SG при высоких температурах в твердом состоянии полностью растворимы. Р равновесии с твердым раствором на оспове меди ас(11 при 900 находятся: твердые растворы иа основе yfc h Ch2S—Cn4FeS3 08. Проекция поверхностей ликвидуса сплавов системы Си—Fe—S по [3] приведена на рис. 11G. Сечение Си—Cu2S является диаграммой моно- тектического типа с эвтектикой. Сечение CiuS—CnFeS2 включает две диаграммы: Cu2S— 8* 11Г>
and 40 60 Ьг^ат.°/а Рис. 114. Проекция поверхностей ликвидуса сплавов системы Си—Fe- Pd поо BOO 400 ж+е/ £ J ж ^ ' ж+е+у : у Е+у+а. £ + <Х 1 1 U V \ 1 I. 5 а G2 + ? 1(5г\(52'1-Г ciL-zz7%Pd zo чо во sozu-mwo чо FeF/z/77.% Puc. 115. Полнтсрмпчегкие сечения диаграммы состояния системы Си —Fe—Pd при постояниом содержании палладия 2096 и 50% Рис. 116. Проекция поверхностей ликвидуса диаграммы состояния системы Си—Fe—S —Cu5FeS4 и Cu5FeS4—CuFeS2. Первая представляет при высоких температурах непрерывный ряд твердых растворов, которые при температуре ~ 700° распадаются на Cu2S u Cu5FeS4. Температура плавления соединения Cu5FeS4 составляет 1051°. Вторая Cu5FeS4—CuFeS2 является диаграммой эвтектического типа с температурой нонвариантпого равновесия 875° (точка еь). Сечение CuFeS2—FeS1>08 представляет собой квазпбинарный разрез эвтектического типа с ограниченной растворимостью в твердом состоянии и с температурой эвтектического превращения 890° (точка е4). Сечение Cu2S—FeSb08 состоит из двух простых: диаграмм: Cu2S—Cu4FeS308 и Cu4FeS3*o8— —FeSli08. Cu2S—Cu4FeS3,08 образуют при высоких температурах непрерывный ряд твердых растворов (Р), при температуре ~ 700° начинается распад на Cu4FeS3lo8 и Cu2S. Соединепне Cu4FeS3f08 плавится при 1090°. Вторая диаграмма Cu4FeS3f08—FeSli08 является диаграммой эвтектического типа с ограниченной растворимостью в твердом состоянии и температурой нонвариантного равновесия 940° (точка е3). Расслаивапие в жидком состоянии, имеющее место в сплавах Си—Cu2S, распространяется на тройные сплавы Си—Fe—S и на поверхности ликвидуса занимает обширную область т^\3т^т^ЛАт2' Поверхность расслаивания имеет температурный минимум при ^077° и максимум при 1375°. Расслаивание заканчивается при температуре 1355° в критической точке К, состав которой определяется концентрацией (в вес.%): 5,5 Си, 77,5 Fe и 17,0 S. В исследованной области концентраций установлено наличие четырех четырехфазных ноп- вариантных равновесий; два из которых имеют v, CuFeSz ti^Fe^ HJec % 116 t
FeS Л -Fes- o\o *V /ff / bu^F' es 3.0B ^Cu'V'Fe'^wsy Ъ*Си F*s Cu' 2ff Iff fiff 60 Fe Fe, бес. % Таблица 28. Тип и температура нопваридптлых равновесий, состав критических точек Eg Крит екая ка Ег Е2 1\ Л/4 'з <*4 <>5 ''6 ^7 '8 сплавов Си—Fe Тип равновесии ж ^ VFe + Cu4FcS3 + FeS ж ^CU;.Fc4Se4- FcS + Cu4FeS3 ж + Y Fe +1 Cu4Fe^3 + Cu жьи ^ ЖМЬ + YFe+Cu*FcS3 ж z* Cu4FeS3 + FeS ж ^ FeS ;- CuFeS2 j/r^Cu5FoS4 i CuFeS2 ж +1 YFe + Cu4FcS3 ж ^ Cu3Fe4Se + FeS ж ^ Cu3Fe4S6 -f Cu4Fc^3 —S Состав, вес.% Сн 30,5 35,0 97,3 96,3 34,6 30,5 13,5 61,0 31,0 35,0 Fe 39,5 34,2 1 2,1 2,7 35,0 34,0 24,5 15,5 37,0 34.0 s 30,0 30,8 0,6 1,0 30,4 35,5 32,0 23,5 32,U 31,0 Темп тура 910 930 1070 1077 910 896 875 1085 965 930 эвтектический характер, одно — перитекти- ческого и одно монотектического типов. В табл. 28 суммированы данные о четырех- фазных равновесиях сплавов Си—Fe—S, там же дапы сведения о ионвариаптиьгх равновесиях квазибпнарных сечений. Определены области кристаллизации твердых растворов: па основе меди (aGu)—Cuw1/,1e1; на основе дре—¥еп3п4; на основе уге—п3п1Р1 МътьКт^М^е^Ехе2щ\ на основе FeS—FeSb08 е^Е^е^Еув^ на основе CuFeS2—e4e7Z?2£8e5, на основе Cu2S—Cu2S ebe8E2e3EleGM4m2 и/^Д/дР^. На рис. 117 приведены фазовые равновесия сплавов Cu—Fe—S при 900°. Литература 1. Та man п С, Bchner //.— Z. anorg. Chem., 1924, 135, 161-168. 2. ReuleauxO,— Metall imd Erz. 1927, 24, 99. 3. Schlegelll., SchullerA. — Z. Metallkunde, 1952, 43, N12, 421—428. 4. Meissner K. L.— Forschurmsarb. Mctallkunde, 1922. N 4, 1-46. Pue. 117. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Cu—Fe—S при 900° С 40 ffff Ag, вес. % Рис. 118. Область расслаивания в жидком состоянии в сплавах системы Cu—Fe—Ag Медь — железо — серебро Фазовые равновесия в сплавах Cu—Fe—Ag псследовапы в работе [1] методами термического и микроструктурного анализов. Сплавы Си—Fe—Ag тройных соединений не образуют. В равновесии с твердым раствором на основе меди находятся твердые растворы на основе железа и серебра. В сплавах системы Си—Fe—Ag имеет место расслаивание в жидком состоянии, область несмешиваемости занимает почти весь концентрационный треугольник (рис. 118). В жидком состоянии сплавы распадаются на два слоя: верхний однофазный и нижний двухфазный. Верхний однофазный слой представляет собой железо, которое растворяет до 2% Ag и до 20% Си. Нижний двухфазный слой состоит из гомогенного раствора меди и серебра и частичек железа. При кристаллизации сплавов в первую очередь затвердевает верхпий слой, затем 117
5SbZ Лц ej(E2) 40 ' " 60 Ъ\Вес.°/о Рис. 119. Проекция поверхностей ликвидуса диаграммы состояния системы Си Fc- Sb нижний. Кристаллизация нижнего слоя однотипна кристаллизации сплавов медь—серебро. В сплавах, богатых серебром, вначале выделяются кристаллы серебра, затем эвтектика Си+Ао. С увеличением содержания меди затвердевание нижнего слоя начинается с выделения кристаллов меди и заканчивается эвтектикой Си + Ag. В твердом состоянии наблюдали три фазы: медную, железную и серебряную. Медная фаза представляет собой твердый раствор, содержащий 5% Ag ii 3% Fe. Серебро растворяет 8% Си н не растворяет железо. otFe пе принимает ни меди, ни серебра, Yfc растворяет сотые доли меди. В работе [2] методом рентгенографического анализа исследовано влияние железа на растворимость серебра в меди при температурах 500, 600 и 700° и установлено, что железо практически не влияет па растворимость серебра в меди. Растворимость серебра в меди при температурах 700, ГзОО и 500° составляет4,65; 2,30 и 1,45 вес. %, а добавки 0,03% Fe делают ее равной 4,70; 2,20 и 1,40 вес. % соответственно. Литература 1. Luder E,— Z. Metallkun.de, 1924, 16, N 2, 61—62. 2. Архаров В. Я., Вангенгейм С. Д., Магатп Л. М., Поликарпов И. П.— 7КТФ, 1954, 24, вып. 7, 1247— 1253. Медь — железо — сурьма ш Диаграмма состояния системы Си—Fe—Sb исследована методами термического и микро- структурного анализов в полном объеме концентраций [1]. В системе обнаружено существование двух тройных соединений 7\(FeCuSb) и r2(FeCu4Sb2). Оба соединения образуются по пернтектиче- ским реакциям: ж -\- ауе + (FeSb + n Fe) ^± 1\ при 780° и ж + are + Тг ^ Т2 при 758°. Соединение 7\ существует до комнатной температуры, Т2 распадается по овтектоидной реакции. Соединения Тх и Т., имеют состав (в вес.%): 23,15 Fe, 26,35 Си, 50,5 Sb н 10,1 Fe, 15,9 Си, 44,0 Sb соответственно. При комнатной температуре в равновесии с медным твердым раствором находятся: твердый раствор на основе аре и твердый раствор на основе соединения ц. На рис. 119 представлена проекция поверхностей ликвидуса. В системе установлено пять перитектических и два эвтектических нонва- риантных превращений. Тип четырехфазного равновесия, состав и температура критических точек приведены в табл. 29. В системе Fe—Си имеют место твердые растворы на основе б-, у- и a-Fe, в системе Fe—Sb у~°бласть имеет петлю, твердый раствор на основе a-Fe существует от комнатной 118
Т, шлица 29. Tim четырехфа.жого равновесии, состав (вес.0,») и температура критических точек сплавов системы Си—Fe—Sb lis t- ~- т f\ P. Л| г* p-t ''l /;« ЛГ , Ж [ ж ) ж ж ж ^1 ж ^* Тип равновесия у ^ а - е а 7\^Г2 -а ~р^7\ р ;-t p CiuSb Р ^ FeSb. Cu2Sb е + v а sb-] CibSb , FcSk Fe 1,3 5,0 0,5 — — — — Си 73,5 /.8,8 44,8 — - — — Sb 25,2 40,2 48,7 — — — — «о 35 С 009 758 780 — — — температуры до точки плавления. Тройной твердый раствор на основе объемиоцентриро- ваипой решетки железа высоко- и низкотемпературной модификации обозначен ар0; у— твердый раствор на основе у??; е — твердый раствор на основе меди; о — твердый раствор па основе соедппепин (FeSb + п Fe); Sb — твердый раствор на основе сурьмы; р — [>яд твердых растворов между Cu3Sb.2 и 7у, v — ряд твердых растворов между Cu5Sb2 и Т2\ \\ — твердый раствор, который образуется пе- рнтектондно (t -г v -r а ^± в). Чгтыречфазпые нонварнантные точки Р4, Ег и /г.2 по составу и температурам совпадают с трехфазными понварнантными точками п4, с± и е3 двойной системы медь — сурьма соответственно. Точка Рл также по концентрации находится на стороне медь—сурьма. Определены области первичной кристаллизации фаз: е — С\хеАРхп2\ аре — Fce^P^P^; Tfc — ihPyii^ p—evP3P4Pbn3\ FeSb2 — n3P5(E2)e2; твердого раствора на основе Sb — Sb e+E0e3; v — CiisSbsP^K; p — Сл15ЙЬ,Р.,Р3Р4и4/ Проекция первичной кристаллизации Cu2Sb сливается в прямую п4Р4Рье3. В твердом состоянии имеют место следующие четырехфазпьте равновесии: е + v -+- а ^± i], р + р ^ 7\ + Cu.Sb, р + Си „Sb ^ 1] + Т± и v ^ а + Тх + ч. Литература 1. Vogel /?., DanniM W.— Arch. Eisenbiittenwes., 1934, 8, N 2, 83—92. Медь — железо — титан Фазовые равновесия сплавов системы Си— Fe—Ti изучены методами микроструктурного, термического и рентгеновского анализов, магнитной металлографии, измерения микротвердости и электросопротивления и области концентраций до 5 вес.% железа и титана [1]. Установлено, что в системе существует ква- зибннарпое сечение Си—TiFe2 эвтектического типа с температурой ионварнаптпого превращения 1005 ± 5\ Максимальная растворимость TiFe2 в меди при 1065 составляет около 2% и понижается до 0,4% при 050°. Сплавы системы Си—Fe—Ti в изученной области концентраций тройного соединения не образуют, в равновесии с медным тройным твердым раствором а находятся фазы Cu3Ti, TiFe2 и у- твердый раствор на оспове y-Fe. Построены изотермы солидуса сплавов методом исследования микроструктуры закаленных сплавов (по первым признакам оплавления) и дифференциального термического анализа. Температура солидуса понижается по мере увеличения содержания железа и титана. Фазовый состав сплавов при 900, 850 и (350° определен по данным микроструктурного анализа деформированных и отожженных сплавов. Изотермические сечения при 900° и 650° приведены на рис. 120. С понижением температуры область а-твердого раствора и двухфазных областей а + TiFe2 и а + у значительно уменьшается, а трехфазная область а + у + TiFe2 расширяется и, кроме того, появляется область а + TiFe2 + Cu3Ti. Литература U Хан М. Г., Захаров] А. М., Захаров М. Я.— Изв. вузов. Цветпая металлургия, 1970, № 1, 104—109. Медь — железо — фосфор Диаграмма состояния системы Си—Fe—Р исследована методами термического и микроструктурного анализов в области концентраций Cu-Fe—FeJ.>—Cu3P [1]. Сплавы сечения Fe2P—Cu3P представляют систему эвтектического типа с температурой эвтектического превращения 1073 и концентрацией эвтектической точки, близкой к составу Си3Р. Сплавы исследованной области концентраций тройных соединении не образуют. В равновесии с медным твердым раствором в находятся а, у, Fe2P, Fe3P и Cu3P (а и у — твердые растворы на основе а- и y-Fe). В системе Си—Fe существуют твердые растворы на основе а-, у- и б-Fe; в системе Fe—Р твердый раствор ' на основе y-Fe образует петлю, поэтому тройной твердый раствор на основе объемноцентри- роваииой решетки железа низко- и высокотемпературной модификации обозначен через а. Сплавы системы Си—Fe—P имеют расслаи- вапие в жидком состоянии и претерпевают семь четырехфазиых нонвариаптиых равновесии, тип и температура которых суммированы в табл. 30. Проекции поверхностей кристаллизации представлены на рис. 121. 119
Ti,^ % Рис. 120. Изотермические сечения диаграммы состояния системы Си—Fe-Ti при 900° (а) и (350° С (6) fFc2P Си3Р Л^^ 12 Н 1\* -^ I Г—»—"Т тч\ ui'°\ \\ \ 1 Си77/ W Л7 80 п2 Fe Си Рис. 121. Проекция поверхностей ликвидуса диаграммы состояния системы Си—Fe—P Критические точки на поверхности расслаивания имеют состав (в жзс.%) и температуру: Кг _ о,6Р, 44,75 Си, 54,65 Fe (1405°); К2 — 13,4 Г, 37,3 Си, 49,3 Fe (1210°). Области первичной кристаллизации: твердого раствора на основе меди (е) — Си^Р^- Таблица 30. Тип и температура четырехфа.шых равновесий системы Си— Fe—P Критическая точка Рх Рг Мх, М2 Мъ, Л/в Тип равновесия ж ^ Fe3P + а + е ж ^ Fe2P + Cu3P + e ж + у^±а+г ж + Fe2P ^ Fe3P + e жМ1+УШ> + ЖМг жМ9^жм4 +fi + FesP жмь + Fe2p.^ FesP + ^м. Температура. °С 1028 714 109U 1070 1094 1030 : 1103 Н}вес.°/о • Р2Е2е2; y-Fe—juM^^/^P^^ a-Fe^rioM1 M3e^ •Fe и .lf2P1^1.V4;Fe3H-w8c1A/8U6ii M\ExP2MC); Fe2P-Fe2Pn3AIbK2i\IQP2E2e3;Cu3P-Cn3--Pe3E2e2. Авторы работы [2] Методом рентгеновского анализа исследовали сплавы Си—Fe—Р е 25— 33,3 ат. % Р; ими было установлено, что в соединении Fe2P растворяется до 20 мол. % Си2Р. Литература 1. Vogel Д., Berak /.—• Arch. EisenUuttenwes. 1950, 21t N 9/10, 327—337. 2. Nowotny II., Hengeein E.— Monatsh. Chem., 1948, 79, N 5, 385—393. Медь — железо — цинк Фазовые равновесия в сплавах системы Си—Fe—Zn изучены в работах [1, 21. В сплавах, богатых медью, системы Си—Fe— Zu тройпых соединений не образуется. В равновесии с твердым раствором на основе меди (а) находятся фаза, богатая железом — Fe и (5-фа- за системы Си—Zn с электронной концентрацией 3/2. 120
Авторы [1] методами термического и микроструктурного анализов исследовали сплавы в области 50—70 вес. % Си, 50—40 вес. % Zn и 0,0—2,0 % Fe. Установлено, что кристаллизация тройных сплавов с содержанием железа до 1 % соответствует кристалл изапии двойных сплавовСи—Zn. Пери- тектическое равновесие ж+а^р в тройных сплавах протекает в очень узком интервале температур и на несколько градусов ниже, чем в двойной системе Си—Zn. Железо незначительно повышает температуру ликвидуса и 1 % Fe приводит к выделению первичных кристаллов фазы, богатой железом. Растворимость железа в а- и р-кристаллах примерно равпа растворимости железа в меди и с понижением температуры возрастает. В работе [1] богатые медью сплавы подробно не исследовались; в этой работе приведены изотермические сечения при 700 и 800° средней части диаграммы состояния Си—Fe—Zn и дано распределение фазовых областей при комнатной температуре. В работе [2] методом микроструктурного анализа построено изотермическое сечепие при 072° сплавов Си—Fe—Zn в области, богатой медью (рис. 122). В работах [1, 3, 4, 5] исследовано влияние железа на структуру литых латуней и установлено, что первичные выделения фазы, богатой железом, измельчают структуру. Литература 1. Bauer О., Hansen M.— Z. Metallkunde, 1934,26, N 6, 121—129. 2. Haworth J. В., Hume-Rothery ТУ.— Philos. Map., 1952, 43, N 341, 613-629. 3. Guillet L.— Rev. metallurgie, 1906, 3, 262—264. 4. Smalley 0.— Metal. Ind., 1920, 17, 421—428; Z. Me- tallkunde, 1923, 15, 50—51. 5. Johnson /\, Rednall R. E.— Metall. Ind., 1921, 18, 125—128. Медь — золото — кадмий В работе [1] методом рентгеновского анализа изучено влияние кадмия на процесс превращения — упорядочения соединения AuCu. Установлено, что кадмий растворяется в AuCu и сильно понижает критическую температуру превращения. Все сплавы перед превращением распадаются, скорость распада возрастает с повышением концентрации кадмия. Литература 1. Raub Я., Walter P.— Z. Metallkunde, 1950, 41, N 8, 240—243. Медь — золото — кислород Фазовые равновесия в сплавах системы Си—Ли—О исследованы в работе [1]. Авторы [1] изучали процессы, происходящие в сплавах Си—Аи—О при изотермическом нагреве. При определенных условиях устанавливается постоянное парциальное давление кислорода, при котором существует ионварпант- ное равновесие. В системе Си—Аи—О при 1000° обнаружено ионвариаптнос равновесие при парциальном давлении кислорода 115 мм рт.ст.; состав фаз, находящихся в равновесии, виден из концентрационного треугольника (рис. 123). Литература 1. Schmahl N. G.— Z. anoig. Chcm., 1951, 266, N 1, 1—29. Медь — зо.1ГОто — магний В работе [1] методом рентгеновского анализа изучено влияние магнпя на процесс превращения соединения АиСи. Установлено, что магний при 600° значительно растворяется в AuCu и практически не изменяет температуру превращения — упорядочения решетки AuCu. Литература 1. Raub E., Walter P.— Z. Metallkunde, 1950, 41. N 8, 240—243. Медь — золото — марганец В работе [1] методом рентгеновского анализа изучено влияние марганца па процесс превращения соединения Audi. Установлено, что значительное количество марганца растворяется в AuCu и сильно снижает критическую температуру превращения — упорядочения решетки AuCu. Литература 1. Raub E., Walter P.— 7. Metallkunde, 1950f 41, N 8f 240—243. Медь — золото — никель Фазовые равновесия сплавов системы Си—Аи—Ni методами рентгеновского и микроструктурного анализов и измерения электросопротивления исследованы авторами [1]. В системах Си—Ni и Си—Аи образуются непрерывные твердые растворы, в системе Au—Ni имеет место разрыв непрерывной растворимости. Разрыв растворимости в двойной системе Au—Ni исчезает при 850°. Положение линий несмешиваемости в твердом состоянии при различных температурах в тройной системе показано на рис. 124. Критическая температура распада сплавов золото — пикель от добавки меди повышается от К' = 850° (дли двойной системы), достигает максимума К = 970° при 121
48 [ i ЦП Г ^ L EJ4 8 \ P+W V* +Р cz+/?+fe Vх \ 1 1 1 1 1 Си 2 Ц 5 Н.ат.°/о Ш Рис. 122. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си Fe— Zn при (>72° С Рис. 123. Положение фаз сплавов Си—Аи -О на концентрационном треугольнике Парциальное давление ьис.ю]юда, мм 1>т. ст 1- Gujcc 115; 9. — 115; 3 — 0,0037 lib Рис. 124. Изотермы границ распада тройного твердого раствора сплавов системы Си—Au -Ni Рис. 125. Изотермы ликвидуса сплавов системы Си - —Аи Р<1 Рис. 12(>. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—Аи—Р<1 при 450° С 124 20 М 60 J 80 Яц 20 40 00 80 Ni 125 126 го flllCllj iff fluCu 00 Ни, am. % 80 flu го 40 00 tox,Sec. % SO Lflu
составе 20 ат. % Au, 60 ат. % JNi и 20 ат. % Си, далее понижается. Разрыв пссмешиваемости в твердом состоянии в тройной системе исчезает выше 970°. В работе [2] изучено влияние никеля на критическую температуру превращений соединений Audi и AuCu3. Решетки AuCu и AuCu3 принимают большое количество никеля, перед превращением происходит распад. Никель практически не влияет на критическую температуру превращения — упорядочения. Литератора 1. Я a itb £., EngelA.— MctaUrorschuiiff, 1947, 2,11 —16. 2. ВаиЪ Е., Engel Л.— MctalLforsclmiic, 1947, 2, 147— 157. Медь — золото — палладий Диаграмма состояния системы Си—А и—Pel исследована авторами (1, 21. Сплавы этой системы при высоких температурах дают непрерывные ряды твердых растворов и не образуют тронных соединений [1, 21. В работе [1J методами термического, микроструктурного анализов, измерениями твердости по Брипеллю, электросопротивления и его температурного кооффициепта были изучены процессы кристаллизации, построены изотермы ликвидуса сплавов (рис. 125) и диаграммы состав — свойство. Двойные соединения АпСи, АиСп3, PdCu3, выделяющиеся при распаде твердого раствора, в тройных сплавах образуют непрерывные ряды твердых растворов. На границе области двойного соединения Рс13Сн5 наблюдается разрыв сплошности твердых растворов, который подтверждается микроструктур- иым анализом и ходом кривых на диаграммах состав — свойство. Авторами [2J методами термического, микро- структурпого, рентгеновского анализов более подробно изучены превращения сплавов в твердом состоянии в средней части диаграммы состояния Си—Аи—Fd. На изотермических сечениях при 550—350° и лолитермических сече- пиях ими установлены границы фазовых областей (рис. 120). Температуры превращения соединения AuCu (от добавки палладия) и соединения PdCu (от добавки золота) повышаются. Температура образования упорядоченных фаз в тройной системе проходит через максимум. Литература 1. Немилое В. А,у Рудницкий Л. А.у Полякова Р. С.— Изв. сектора платины и других благородных металлов, 1949, вып. 24, 35—51/ 2. ВаиЪ Е., WbrwagG,— Z. Metallkundc, 1955, 4G, N 2, 119—128. Медь — золото — свинец Фазовые равновесия в сплавах системы Си—Ли—РЬ изучены методами термического и микроструктурного анализов [1]. В сплавах Си—Ли—РЬ имеет место расслаивание в жидком состоянии, растворимость в жидком состоянии не изучена, тройных соединений не обнаружено. При охлаждении сплавов Си —Ли—РЬ прежде всего кристаллизуется твердый раствор Си—Ли, после выделения которого жидкая фаза не содержит меди, дальнейшая кристаллизация воспроизводит диаграмму Ан—ГЬ. В системе Си—Аи—РЬ имеет место эвтектическое превращение при температуре 215°, как и в двойной системе An—РЬ между AuPb и РЬ. Положение изотерм ликвидуса и области расслаивания приведено на рис. 127. Линиями ML. KjX и FE (рис. 127) площадь треугольника разделяется на четыре области. Сплавы, находящиеся в какой-либо области треугольника, отличаются тем, что при их охлаждении после выделения твердого раствора на основе Си—Аи кристаллизуется определенная составляющая золотосвинцовой части сплава. В областях MLNK, KNEF и ниже EF после выделения твердого раствора па основе Си—Аи кристаллизуются соединения Au2Pb, AuPb2 и РЬ соответственно. Литература 1. У разов Г. Г., Ванюков А. В.— Сб. науч. трудов Мин- цветметзолото, вып. 25. М., Металлургии дат, 1955, с. 112—124. Медь — золото — серебро Диаграмма состояния системы Си—Аи—Ag исследована авторами [1—91. Тройпых соединений в сплавах Си—Аи—Ag не образуется. Сплавы Аи—Си и Au—Ag образуют непрерывные ряды твердых растворов, в сплавах Си—Ag имеется ограниченная растворимость в твердом состоянии, которая распространяется на тройные сплавы. В работе [2J методом термического анализа построены изотермы ликвидуса системы Си— Au-Ag (рис. 128). Авторами [3, 5J методом рентгеновского анализа определены области распада тройного твердого раствора при различных температурах. Результаты работ [3, 5] находятся в хорошем согласовании. Изотермы растворимости при различных температурах в сплавах Си—Аи—Ag по работе [51 приведены па рис. 129. Методом рентгеновского анализа [G—9] исследовано влияние серебра на процессы превращения соединений AuCu и AuCu3. Серебро 123
понижает критическую температуру упорядочения AuCu. Падение критической температуры сохраняется, однако, только до границы насыщения тройного твердого раствора. Литература 1. Janecke Д.— Metallurgie, 1911, 8, 597—606. 2. Sterner-Rainer L.— Z. Mctallkunde, 1926, 18, N 5, 143—148. 3. Masing G.y Kloiber K,— Z. Mctallkunde, 1940, 32, N 5 |25 132. 4. Sterner-Rainer L,— Z. Mctallkunde, 1925, 17, N 5, 162. 5. Mak-Mullin J. G., Norton /. Т.— Trans. AIME, 1949, 185, 46—48. 6. Bumm H.— Z. Metallkunde, 1939, 31, N 10, 318. 20 40 60 00 Pb Pb, tee. % 129 flg, tee. % 7. Raub E.— Z. Metallkunde, 1949, 40, N 2, 46—54. 8. Spanner /., Leuser J.— Metallwirtschaft, 1935, 14, 319—322. 9. Hultgren R., Tamopol Z,.— Trans. AIME Inst. Met. Div., 1939, 133, 228. Медь — золото — титан В работе [1] методом рентгеновского анализа изучено влияние титана па процесс превращения соединения Audi. Установлено, что титан практически не влияет па температуру упорядочения. Литература 1. Raub £., Walter P.— Z. Motallkunde, 1950, 41, N 8, 240—243. 128 20 6ir 60 00 4 130 *p I In, tee % Рис. 127. Изотермы ликвидуса сплавов системы Си— \и-РЬ Рис. 128. Изотермы ликвидуса сплавов системы Cu-Au-Ag [2] Рис. 129. Изотермы тройного твердого раствора сплавов Си—Аи—Ag [5] Рис. 130. Изотермы растворимости индия и кадмия в меди при 500, 400 и 300° С 124
Медь — золото — цинк Литература Фазовые равновесия в сплавах системы Си—Ли—Zn исследованы авторами работ [1—3]. Авторы [1] методом рентгеновского и микроструктурного анализов, измерением линейного термического расширения и электросопротивления определили область тройного твердого раствора на основе медь — золото. Эта область при 400° простирается от двойной системы медь — цинк (при 40 ат. % Zn) до системы Ли—Zu (при 25 ат. % Zn). Определена структура твердого раствора после различных режимов термообработки. В тройном а-твердом растворе возникают три предпочтительных состава. Первый соответствует формуле AuCu2Zn и характеризуется наступлением тетрагональной грапецептрировашюй решетки. Второй состав определяется формулой —AuCuZn, он очень трудно переохлаждается и у него особенно легко образуется ромбическая решетка со сложной неисследованной структурой. Третий состав выражается формулой AugCu^Zn с двумя ярко выраженными превращениями: при ~450и возникает дальний порядок; между 400 и 340" образуется ромбическая решетка с сильным ромбическим искажением и сложной сверхструктурой; при 300° образуется еще неисследованная структура. Авторы [1] установили также, что цинк тормозит превращение упорядочения AuCu3, сильно понижая его критическую точку. В работе [2J исследовано влияние меди на Ап3'/н-превра- щение. Методом микроструктуриого анализа по первым признакам оплавления закаленных сплавов установлено, что золото понижает температуру солидуса модно-цинковых сплавов [3]. Литература 1. ЯаиЪ #., Walter P.— Z. Metallkunde, 1950, 41, N 11, 425—433. 2. ЯаиЪ Я., Walter P., EngelA.— Z. Metallkunde, 1949, 40, N 11, 401—405. 3. Lee К. Т., Argent В. В.— J. Inst. Metals, 1965, 93, N 5, 167. Медь — индий — кадмий Методами микроструктурного и рентгеновского анализов исследованы сплавы системы Си—In—Сав области концентраций до 2 вес. % Cd и до 11 вес. % In [1J. Определена растворимость кадмия и индия в меди при температурах 500, 400 и 300°. С понижением температуры область тройного твердого раствора ипдия и кадмия в меди значительно уменьшается. Фазовые равновесия не исследованы. Изотермы растворимости при различных температурах приведены на рис. 130. 1. Weibke F., Pleger G.— Ъ. anorg. Cliem., 1937, 231, N 1/2, 197—216. Медь — индий — марганец Диаграмма состояния Си—In—Mn изучена методами термического и микроструктурного анализов в области концентраций до 40 ат. % Мп и 60 ат. % In [1]. В исследованной области концентраций тройного соединения не обнаружено, с а-твердым раствором па основе Си—Мп находится Р-фаза системы Си—In. Проекция поверхностей ликвидуса и изотермы ликвидуса показаны на рис. 131. Сплавы Си—Мп образуют непрерывный ряд твердых растворов (а); при составе точки К жидкость оказывается насыщенной кристаллами а и Р и по линии пК происходит одновременное их выделение. Линия еа — возможное направление эвтектического желобка. На рис. 132 представлено распределение фазовых областей при температуре несколько ниже солидуса. В сплавах Си—In—Мп образуется Р'-фаза с упорядоченной структурой, состав которой соответствует формуле Cu2MnIn [1—4]. Методом рентгеновского и микроструктуриого анализов установлено, что Р'-фаза с упорядоченной структурой имеет состав, который находится вне р-области, выражается формулой Си2Ми1п и обладает объемноцентрироваппой кубической решеткой с параметром а =-- G,206A [2J. Литература 1. Grinsteand R. i?., Yost D. Tlf.— J. Amer. Chem. Soc, 1953, 75, N 8, 1803—1809. 2. Hames F. A.— Trans. A1ME, 1949, 185, 495—499. 3. Valentiner S.— Naturwissenschaften, 1947, 34, 123. 4. Coles B.R., Hume-Rotherij W., Myers //.— Pioc. Roy. Soc, 1949, 196, 125—133. Медь — индий — никель Методами микроструктурного, термического и рентгеновского анализов исследованы сплавы системы Си—In—Ni в области концентраций до 100 вес. % Ni и до 20 вес. % In [1]. Построены изотермы ликвидуса и солидуса, а также растворимости индия и никеля в меди при различных температурах (рис. 133). Растворимость индия и никеля в меди с понижением температуры значительно уменьшается. Фазовые равновесия в сплавах Си—In—Ni не исследованы. Литература 1. Weibke F., Pleger J.— Z. anorg. Chem., 1937, 231, N 1/2, 197—216. 125
Медь — индий — олово Диаграмма состояния системы Си—In—Sn исследована методами термического, микроструктурного и рентгеновского анализов в области богатой д1едыо в пределах концентрации до 50 ат. % индия и олова [1]. В исследованной области концентраций обнаружено образование тройного соединения состава Cu11SiiIn2 (T). Мри 400° в равновесии с твердым раствором на основе меди находятся фазы 62, £, 6 и тройное соединение 7\ а при 650° только Р-фаза. В исследованной области концентраций установлено наличие 14 нонвариаитных равновесий, 11 из них происходят в твердом состоянии. Тип и температуры нонвариаитных равновесий приведены в табл 31. Таблица 31. Сведения о четырехфгкшых равновесиях в сплавах Си— In—Sn Ьритическал точна *ч ''* Рз Превращение в твердом состоянии То же » » » » » » » » » Тип равновесии ж + Р ^ Yi H Y2 •* -Ya^Yi 'м ж 7 Yi^e П Р hYi \-Yt^T Р + Y2 ^ 62 +■ Т Yi-, в^Т] -С Р ' бо^а ' Г р^а ; Yi I'/1 Yi 4 ч ^ С ^ Y2 Yi bY2^;- T Y2 ' И^ £ ' °* V! г ^ а +; Yi^<* i"fti + C Y2^S-, 6, '-Т Томногату щ, Ч'< 67fi fi'iS — 585 57S 575 571 568 5132 552 551 540 517 5U9 /I/ 20 л е J0 Cu 2ffl f/I / ■ / * J0> 4ffh~ я+/д \/ \ /l*// /\ Sv/ / \ /0 Z0 J0 In, am. % 40 S0 Рис. 131. Проекция поверхностен ликвидуса диаграммы Рис. J 32. Распределение фазовых областей сплавов состояния системы Си—In—Ми Си—In Mn при температуре несколько ниже солндуса *\° „~ 40* 20 40 00 Nl, dec °/c 8(7 NL /0 nf **Z М 4Я nJ M 5n,am. % Рие. 133. Изотермы ликвидуса (/), солндуса (£) и раст» Рис. 134. Проекция поверхностей ликвидуса диаграммы иори мости (#) шлавов системы Си In—Ni состоянии системы Си- In Sn 12G
Обозначение фаз взято согласно двойным диаграммам Си—In и Си—Sn [2]. Проекция поверхностей ликвидуса приведена на рис. 134. Определены области первичной кристаллизации твердых растворов: на основе меди а — Си пгпь; р — fiin5eiPini'i Yi ~~ п2Р\РъРзПз\ Tz — егРгР2пл\ г — пяР3щ и rj — щР2Р3п^. Авторами [1J построены изотермические сечения при 050, 600, 550 и 400°. На рис. 135 приведены сечения при 050 и 400°. Фазы а, |3 и т] систем Си—Sn иСи—In образуют непрерывные ряды тройных твердых растворов; па остове фаз Yi7 Y2» £? е и б2 в тройной системе образуются большие области гомогенности; фаза бх растворяет только небольшое количество индия. Двойные соединения р, уь у2, 6Х и тройное соединение Т распадаются звтектоидно. Фаза £ благодаря легированию индием стабильна до комнатной температуры. Тройное соединение Т имеет структуру 7_латУ11еи- Литература 1. Koster W., Godecke Т., Heine D,— Z. Metallkunde, 1972, 63, N 12, 802-807. 2. Hansen M., Anderko A.— hi: Constitution of binary alloys. N. Y., McGraw-Hill, 1058, p. 480. Медь — ипдий — селей В работе [1] методом рентгеновского анализа изучена структура тройного соединения CuInSe2. Соединение CuInSe2 имеет структуру типа халькопирита (CnFeS2) с параметрами решетки а = 5,773 А, с — 11,55 А, с/а = 2,001в .Литература 1. Hahn //., Frank С, Klingler W., м. а.— Z. anorg. Chem., 1953, 271, N 3—4, 153—170. Рис. 135. Изотермические сечения диаграммы состояния системы Си — In — Sn при (550J {а) и 400° С (о) 127
Медь — индий — сера Литература Методом рентгеновского анализа изучена структура тройного соединения CuInS2 [1J. Соединение CuInS.2 обладает структурой халькопирита (CuFeSo) с параметрами решетки а = = 5,51, А, с = 11 ДА, с/а = 2,0()5. Литература 1. Hahn //., Frank С, Klingler W., и. а.— Z. anorg. Chem., 1953, 271, Л 3—4, 153—170. Медь — индий — серебро Диаграмма состояния системы Си—In—Ag изучена методами термического, рентгенографического, микроструктурного анализов и измерения электропроводности в области концентраций Си—Ag — 40 вес. % In [1, 2]. В исследованной области концентраций тройных соединений не обнаружено. Проекция поверхностей первичной кристаллизации представлена на рис. 136. Определены области первичной кристаллизации твердых растворов; ва основе меди (а) — Си n2P2Pi^i\ ha основе серебра (а') — Ag exP{th\ на основе Ag3In (Р) — щР1Р2Р3п2; на основе Ag2ln (у') — n2P3dc; на основе Си31п (Р) — ?i3P2P2dke2. Установлено наличие трех четырехфазпых перитектических равновесий. Тип и температура равновесий, состав критических точек приведены в табл. 32. Три чстырехфазны\ равновесия протекают в твердом состоянии — два эвтектоидного и одно перитектоидного типов. В табл. 32 дан состав фаз и температуры превращений в твердом состоянии. Таблица 32. Состав критической точкп (оес.%), тип и температура четырс\фл:*ных равновесий в системе Си—In—Ag Критическая точка Pi Рг Р Р' Тип равновесия ж + а7 ^± а + р' ж + а ^р;+р' ж+p'^v'-, Р Р'+ у ^ а' + 6 Р'^а f-a'+б Си 28,5 34,1 51,7 17,0 Ag 46,0 36,6 14,0 56,2 In 25,5 29,3 3J,3 26,8 Температура превращения, °С 600 575 560 490 485 475 Построепы изотермические сечения при 550, 500 и 450°. На рис. 137 представлено изотермическое сечение при 550 . В равновесии с медным твердым раствором a находятся фазы: a', Р, Р' и 6. Фаза 6 — двойное соединение системы Си—In, получается в результате распада Рфазы (Cu3In) и представляет сверх структур у типа NiAs [3]. 1. Gebhardt £., Dreher M.— Z. Mctallluinae, 1951, 42, N 8, 230—238. 2. Gebhardt £., Dreher M.— Z. Mctallkundc, 1952, 43, N 10, 357—363. 3. Hellner E„ Laves P.— Z. Naturforsch.. 2a, 1947, 177 183.j Медь —<jniujnii'— сурьма В системе Си—In—Sb методами термического и микроструктурного анализов исследованы сплавы разреза InSb—Си до 50% Си [1]. Установлено, что в системе имеют место четырех- фазные перитектическое ж + у ^± р + 6 (при 477°) и эвтектическое ж^±ат$ъ "+Р I 6 (при 456°) равновесия, у, Р и 8 — тройные промежуточные фазы, состав и структура которых не определены. Литература 1. Кузнецов Г. М.у Бобров А. П.— Неорганические материалы, 1971, 7, № 5, 766—768. Медь — индий — теллур В работе [1] методами рентгеновского анализа изучена структура тройного соединения CuInTe2. Соединение CuInTe2 имеет структуру халькопирита (CuFeSo) с параметрами решетки а = 6,167 А, с = 12,34, с/а - 2,00. Литература 1. Hahn #., Frank С, Klingler W., Mever A. £>., Stor- ger G.— Z. anorg. Chem., 1953, 271, N 3—4,153—170. Медь — индии — цирконий Диаграмма состояния Си—In—Zr исследована методом микроструктурного анализа в области концентраций до 2 вес. % Zr и 3 вес. % In [11. В системе проведена сингулярная триангуляция. Методом рентгеновского анализа изучены сплавы разрезов Си—Zr3ln и ZrCu3— — Cu9In4; сплавы разреза ZrCu3—Cu9(n4 образуют квазибинарное сечение. В исследованной области концентраций не обнаружено образования тройного соединения. В равновесии с твердым раствором на основе меди (а) в исследованной области концентраций находится фаза ZrCu3. Микроструктурным методом отожженных и закаленных сплавов определены изотермы со- лидуса и построепы изотермические сечепия при 950 (рис. 138), 900, 800 и 700°. Сплавы при 900, 800 и 700° по фазовому составу явля- 128
Ag,№ir.% Рис. 136. Проекция поверхностей ликвидуса диаграммы состояния системы Си—In—Ag 4я Яд, /лг. % Рис. 137. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—In—Ag при 550* С In. fier. % цо 60 Cdftf/77.% Рис. 138. Изотермические сечения диаграммы состоя- Рис. 139. Положение областей гомогенности фаз на ния системы Си—In—Zr при 950, 900, 800 и 700° С основе двойных соединений в системе Си—Cd—Mg 9 Двойные системы
nf nz 60 Cd. Bec.°/o n3ezU Рис. 140. Проекция поверхностен ликвидуса диаграммы состояния системы Си—Cd—Sn ются либо однофазными, либо двухфазными; на рис. 138 нанесены границы, разделяющие однофазные и двухфазные сплавы при температурах 900, 800 и 700'. Но данным микрострук- турпого анализа построено политермическое сечение с постоянным содержанием 99,55%Си. Литература 1. Хан М. Г., Захаров М. В., Федоров В. II., Барсуков А. Д., ЖурбаА. А,— Изв. ЛИ СССР. Металлы, 1976, № 1, 206—208. Медь — кадмии — магнии Сплавы системы Си—Cd—Mg исследованы рентгеновским и микрострукгурным методами [1J. Установлено, что соединения Cu5Cd8, CuCd3 н MgCu.» имеют области гомогенности в тройной системе; фазовые равновесия не исследованы (рис. 139). При 400° соединения MgCii» и Cu5Cd8 растворяют до G ат. % Cd и 25 ат. % Mg соответственно; при этом параметры решетки MgCu2 и Cu5CdH изменяются от 7,018 до 7,040 ± 0,001 кХ и от 9,55 до 9,58 кХ соответственно. Область гомогенности на оспове соединения MgCn2 расположена параллельно системе Си—Cd, а па основе Cu5Cd8 — системе Mg—Cd. Максимальная растворимость магния в соединении CuCd3 составляет 48 ат. %. Ширина области гомогенности на оспове соединения CuCd3 изменяется от 2 до 7 ат. °i с возрастанием содержания магния. Соединения Mg2Cu, CnXd и Cn4Cd3 не растворяют третьего компонента. Литература 1. Черкашип Е. Е., Крипякевич П.П., Франкевич Д.П.— Докл. АН УССГ, 1957, № 1, 33 -37. Медь — кадмий — олово Диаграмма состояния системы Си—Cd—Sh исследована методами термического, микро- структурпогои рентгеновского анализов в полном объеме концентраций [1]. В сплавах Си—Cd—Sn тройных соединений не образуется, в равновесии с медным твердым раствором а при 500° паходятся фазы у, р2 и Р,. Ш
Таблица 33. Данные о четырехфалных равновесиях в сплавах Си—Си—Sn Критическая точка i\ t\ /'.•> )\ ръ г\ Pi р» р» Вг R твердом состоянии То же » » » » » Тип превращения ж -f Рх z± а ;- р2 ж ,-а? р2 4-Рз ж P.^V' + Pa ■>'<' .P2^V4 У' ж + YV е! 4- V ж -у i^ 6 -f- e, ЛС + Е1*^11* "I ° ж ; Sn ^ p4 r tj" Ж -I 6 £i T]" Н If ЛС ^ р4 1)" 11 C^Y + Y' i e р3^а + р2 + у' V' ^ а 4- р2 ' у 6 Г)"^Ч *Ч ч +- п" ^ n' u п р4 ^± п" -, )| + Sn n"^n'-+ Sn-' 4 Температура, 540 535 530 525 490 380 275 220 185 170 570 520 510 J 40 130 120 100 Проекция поверхностей ликвидуса приведена па рис. 140. В сплавах Си—Cd—Sn установлено 17 нои- вариантпых равновесий, 7 из них протекают в твердом состоянии. Тип и температура четы- рехфазнмх попвариантных равновесий приведены в табл. 33. Обозначения фаз: а — твердый раствор на ocnoRe меди; ц — твердый раствор па основе кадмия; Sn — твердый раствор па основе олова. Фазы па основе двойных соединений системы Си—Cd: pt — твердый раствор на основе CibCd; (?2 — твердый раствор на основе Cu4Cd3; у — твердый раствор па основе CusCd8; 6 — твердый раствор на основе CuCd3. Фазы на основе двойных соединений системы Си—Sn: Fi — твердый раствор па основе Cu3Sn; п/ — твердый раствор на основе CueSn5; r\" — высокотемпературная модификация ц'; у — твердый раствор на основе Cn3lSnH; £ — твердый раствор на основе Cu2()SnK; Рз и Y' — фазы с объемпоцентрированной кубической решеткой и соответствуют фазам Р и у по работе [2]. Фа- за Р4 — твердый раствор па основе CdSn4. Ниже приведены обозначения областей первичной кристаллизации твердых растворов на основе различных фаз: а — CiWjiWifiCn Pi — n1iuP1n1 Pa — /^>4P3P2/>2 Y — елпъРъРьРфх 6 — n3e,P8P7P6n3 ц — e.2Cde3ExPbe.z P4 — e3r^P9h\e:t Su — Sn e4AV?4Sn e2 — щРьРвР7пъпв У' — п7Р3Р^Ръ7цп7 Рз — пёР2Р3п7п8 Авторами [1J построены два изотермических сечения, при 600 и 500 (рис. 141). Фаза у (Cu31Sn8) системы Си—Sn и фаза у (Cu5Cd8) системы Си—Cd образуют непрерывные ряды твердых растворов в системе Си—Cd—Sn, что можно видеть на изотермическом сечении при 500° (см. рис. 141). Литература 1. Gebhardt £., Petzow G.— L. Metallkuiulc, 1959, 50, N 11, 668-677. 2. Хансен М., Андерко К. Структура двойных сплавов. М., Мсталлургиядат, 1962, с. 676—681. Медь — кадмий — серебро Диаграмма состояния системы Си—Cd—Ag изучена авторами работ [1—6J. Во всем объеме концентраций и с привлечением методов термического, микроструктурного, рентгенографического, дилатометрического анализов и измерения микротвердости исследована диаграмма авторами [1—2]: ими построена проекция поверхностей ликвидуса и изотермические сечения при 000, 500 и 300°. В сплавах системы Си—Cd—Ag тройных соединений не образуется, но существуют области тройных твердых растворов па основе двои пых соединений. В равновесии с твердым раствором на основе меди могут находиться фазы: «,. Р', Y. Р. и Р2 (350'). Поверхность первичной кристаллизации представлена на рис. 142. Определены области первичной кристаллизации твердых растворов: па основе меди (а) — Сме^ЕР^Р^; на основе серебра (с^) — Age,/5,/^; на основе Си2(д1(Р,),— n7P:in6; па основе Cu4Cd3(p.,) — п«Р3Р2е3; па основе Cn5Cd8 и Ag5Cd8 (у) — еяР.2Еп*ПэРАПь; на основе CuCd3 (6) — пъР^Р^е2; па основе электронного соединения с электронной концентрацией 3 : 2 системы Ag—Cd (р) — nYPvEn2; на основе электронного соединения с электронной концентрацией 7 : 4 системы Ag—Cd (e) — п3РАРьп± и па основе кадмия (г\) — С(1е2Ръпл. Установлено наличие одного эвтектического и пяти перитсктическич четырехфазных равновесий (табл. 34). В твердом состоянии происходят два эвтек- тоидпыч р ^ Р' a (Xl (340) и Р' +± а [- -J™ P" f у (130 ) и два перитектоидных Р + 4-т-р' + а (410°) и ах ^ Р' ^ а + Р" (150 ) превращений. Фаза Р' имеет упорядоченную гексагональную плотную упаковку, а фаза Р" — кубическую объемиоцеитрированную решетку II. 2, 71. 9* 131
20 ^л/да и }е Рис, 141. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си -Cd—Sn при 500° С Cd . /л-. % е / Р,г =^i 20 40 60 Ag; Вес. °/о ef 80 Ад Рис. 142. Проекция поверхностей ликвидуса диаграммы состояния системы Си—Cd—Ag
Таблица 34. Состав, температура и тип четырех- фазных равновесий в сплавах системы Си—Cd—Ag Критическая точка Е Рх Рг Рг Р* Рь Тип равновесия \ж z± а + р + у \ж + с^ ^t a + р \ж + В2 z* a + у ж+р!^а+р2 ж + y tl е + б ж-j- е т± б +т] Состав, вес.% Си 24,0 20,5 30,0 36,0 3,0 1,0 Ag 23,0 42,5 12,0 5,0 3,0 1,0 1 Cd 53 37 58 59 94 98 Температура, СС 525 630 530 535 350 325 Па рис. 143 представлено изотермическое сечение при 600°; с твердым раствором на основе меди при этой температуре в равновесии находятся фазы: жидкость, ах и р. Литература 1. Gebhardt E., Petzow G.— Z. Metallkunde, 1956, 47, N 6, 401—411. 2. Gebhardt E., Petzow G.— Z. Metallkunde, 1956, 47, N 12 751 759. 3. Keinert M.— Z. phys. Chem., 1932, 162, 301. 4. Losan L., Goria C.— L'lndustria с he mica, 1934, XIII, N 9, 1603. 5. Owen E., Pickup L.— Proc. Roy. Sue. London, 1933, A 139, 526. 6. Tomo-o Sato, Hideo Kaneko. Nippon Kinzoku Gakkai- shi, 1942, 6, 76. 7. Astrand #., Westgren A.— Z. anorg. allg. Chem., 1928, 175, 90. Медь — кадмий — сурьма Диаграмма состояния системы Си—Cd—Sb исследована авторами [1—5]. В сплавах Си—Cd—Sb образуется тройное соединение Cu4CdSb (T). В равновесии с твердым раствором на основе меди (аси) при 250° находятся фазы Cu3Cd, Cu4Sb и тройное соединение Т [41. В работе [2] методами термического, рентгеновского анализов и измерения микротвердости было исследовано сечение Си—CdSb. Установлено, что в сплавах этого разреза существует тройпое соединение CuCdSb, которое плавится копгруентно при 465° и образует с медью и CdSb простые диаграммы эвтектического типа с температурами эвтектик 445 и 420° соответственно. Растворимость меди в монокристаллах CdSb в интервале температур 20—400° изменяется от 0,9 до 1,45 ат. %. Тройное соединение CuCdSb имеет кубическую структуру типа плавикового шпата с параметрами решетки а = 6,262 А [1]. Более поздним исследованием [3—5] не подтвердилось существование тройного соединения CuCdSb. Методами микроструктурного, рентгеновского и термического анализов проведено подробное исследование тройной системы Си—Cd—Sb в полном объеме концентраций [3—5]. В тройной системе обнаружено существование трех квазибинарных разрезов: Си—CdSb, Cu6Cd8 — —CdSb и Cu5Sb2—CdSb. В сплавах сечения Си—CdSb существует тройное соединение Cu4CdSb, а не CuCdSb как было найдено ранее [2]. Тройное соединение Cu4CdSb образует с медью и CdSb простые диаграммы эвтектического типа с температурами эвтектик 525° и 420° соответственно. Сечения Cu6Cd8—CdSb и CuBSb2—CdSb представляют диаграммы эвтектического типа с температурой нонвариантного равновесия 400° и 440° соответственно [3, 4]. Квазибинарпые сечения делят тройную систему на четыречастные системыСиБ8Ьа—Sb—CdSb, CuBSb2—Си—CdSb, Си—CuBCd8—CdSb и Cu,Cd8—CdSb-Cd. Проекция поверхностей ликвидуса диаграммы состояния Си—Cd—Sb по работе [4] приведена на рис. 144. В системе обнаружено 10 нон- вариантных четырехфазных равновесий, четыре из них эвтектического и шесть перитектичес- кого типов. В системе Си—Cd—Sb определено 11 областей первичной кристаллизации: твердого раствора на основе меди (<хси) — С^Р^Р^щСи; Cu6Sb2 — exPxE2esExP2n3ex\ Cu2Sb — п3Р2е2п3; твердого раствора па основе сурьмы (Sb) — e2P2Exe3Sbe2; CdSb — е3ЕхЕ2еХ0Е3е9Е^е3; Cd — e6/>6£4e4Cde5; CuCd3 — еъР6п2еь) Cu6Cd8 — гцР^^ЕзР^щ; СщСй3—пхе6РьРАР3пх; тройного соединения Cu4CdSb (T) — РхЕ2еХ0Е3РъР^е7Рх; Cu3Cd — пхР3п^пх. Изотермическое сечение диаграммы состояния Си—Cd—Sb при 250° приведено на рис. 145, Как видно, области твердых растворов на основе двойных соединений и тройного соединения Т в тройной системе очень малы и не превышают 1 ат. %. Растворимость CdSb в меди составляет 5 мол.%. Литература 1. Nowotny Я.- Z. Metallkunde, 1942, 34, N 10, 237— 241. 2. Белоцкий Д. II., Махова М. if., Галичанский В. Г., Коцюмаха М. II.— Неоргавич. материалы, 1970, 6 № 9 1593 1597. 3. Абрикосов II. X., Соколова И. Ф.— ЖНХ, 1976, 21, вып. 5, 1315-1316. 4. Абрикосов II. X., Соколова //. Ф. Деп. № 762—76 от 11/3—76. РЖ Металлургия, 1976, № 6. 5. Абрикосов Н. X., Соколова II. Ф.— Неорган, матер., 1977, № 3, 524—525. Медь — кадмий — цинк Диаграмма состояния системы Си—Cd—Zn изучена в работах [1—6]. Авторы 13, 4] исследовали сплавы Си—Cd—Zn, богатые медью в 133
20 £0 00 Рис. 143. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си Cd—Air при 000° С 00 flg ff 20 "Г CuzSb 60 /7j 01/ е2 00 Рис. 144. Проекция поверхностей лнкдшдуса диаграммы состояния системы Си — Cd—Sb Sb
ы Рис. 14,"i. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—Cd—Sb при 250 С пеио.п.ших: пределах концентраций легирующих добавок. В работе [3] построены изотермические сечения (при 700, 000, 500, 20°), изотермы ликвидуса и изучены процессы кристаллизации сплавов Си—Cd—Zn в пределах до 15 вес. % Cd и 00 вес. % Zn. Авторы [1, 2] исследовали диаграмму состояния Си—Cd—Zn методами термического, микроструктурного и рентгеновского анализов в полном объеме концентраций. В сплавах системы Си—Cd—Zn образуется тройная фаза Лавеса состава CuCdZn (T) [1, 2, 5J. В равновесии с а-твердым раствором па основе меди находятся при 500° фазы: Р, Г, Yu Р2, Pi 12]. Проекция поверхностей ликвидуса по [1J приведена на рис. i iG. В системе Си—Cd—Zn имеет место 11 ноивариантных четырехфазных равновесий. Тип и температура ноивариантных равновесий и состав критических точек приведены в табл. 35, а в табл. 3G — обозначение областей первичной кристаллизации. Авторами [2] построены изотермические сечения при 600, 5ГЮ, 300 и 200°; па рис. 147 дано сечение при 500". В работе [6J исследована растворимость цинка в Cu2Cd рентгеновским методом и установлено, что при 400° она составляет 3 ат. %. Таблица 35. Тип и температура ноивариантных равновесий, состав критических точек в системе Си—Cd—Zn Критическая точна Рг Pi Р3 Р* Ръ Ре Pi Ре Р* РЮ Ри Тип равновесия ж + рх i± a + р2 ж -J- а ^ р2 + Yi •ж + Т ^± а ■ Yi ж + р ^а ,-Т \ж-\-у1^±Т + Ь ж + 6 ^ Т -t- ч ж + Т ^ е' -\- п ж ~\- е' ^± т|' + ч ж \- у £t T + £' ж+р+Т;±Г 6' ^± ж + y + е' Состав, вес% Си 41,0 38,3 34,5 31,6 *,« 1,0 0,9 0,3 4,0 23,6 7,2 Cd 58,7 61,1 61,0 58,0 92,2 92,0 84,1 82 54,0 53,9 35,0 Zn 0,3 0,6 4,5 10,4 1 6,0 7,0 15,0 17,7 42,0 22,5 57,8 Температура, °С 546 545 565 i 620 315 300 285 265 440 645 520 135
nf nz e, Cd, Bee.°/fo 60 n3 ny Cd Таблица 36. Распределение поверхностей первичной Рис. 146. Проекция поверхностей ликвидуса диаграммы кристаллизации в системе Си—Cd—Zn состояния системы Си—Cd—Zn Поверхность Вид кристаллизации СиЛ1Р1Р2Р8Р4"» п1п.2Р1п1 п3п^РъРьпь >z5/y2Zn/*5 ^hPbPJVi >hPnP<iPiPb"bnb ПчР^ЩП-2 aCu—твердый раствор на основе Си рх — твердый раствор на основе CuXd р2 — твердый раствор на основе Cu4Cd3 6 — твердый раствор на основе CuCd8 Т — тройное соединение CuCdZn 1]' — твердый раствор на основе Zn ух — твердый раствор на основе Y-фазы системы Си—Cd* е' — твердый раствор на основе е-фазы системы Си—Zn* 6' — тверды й раствор на основе 6-фазы системы Си—Zn* у — твердый раствор на основе Y-фазы системы Си—Zn* Р — твердый раствор на основе р-фазы системы Си—Zn* * Обозначение фаз соответствует [7]. Литература 1. Petzow G., Lukas II. L., Aldinger F.— Z. Metallkunde, 4967, 58, N 1, 32-37. 2. Petzow G.j Lukas II. L., Aldinger F.— Z. Metallkunde, 1967, 58, N 3, 175—179. 3. Guillet L.— Rev. metallurgie, 1919, 1G, 405. 4. Jenkins C. II. M., Member А. Д.— J. lust. Metals. 1927, 38. 271—303. 5. Critchley J. K.- Nature, 1962, 20, 262—263. 6. Гладышевский E. II., Крипякевич П. И.— Изв. сектора физико-хим. апализа, 1956, 27, 209—211. 7. Хансен М., А пдерко К. Структура двойных сплавов. М., Металлургиздат, 1962, с. 441—443 и 693—699. Мед — кальцин — магний Диаграмма состояния Си—Са—Mg методами термического, микроструктурного, рентгеновского и электронномикроскопического анализов исследована в полном объеме концентрации [1]. Тройных соединений в сплавах Си—Са—Mg не образуется. В равновесии с твердым раствором на основе меди (Си) находятся твердые растворы на основе двойных соединений MgCu2 и СаСиБ. 136
/ 40 ъ л и. /;> / / Рг Рг+fi Tt бес. % Cd Рис. 147. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—Cd—Zn при 500° С В системе установлено существование семи нонвариантных четырехфазных равновесий, три из которых имеют эвтектический и четыре пе- ритектический характеры. Тип и температуры четырехфазных равновесий приведены в табл. 37. Сечения Mg2Cu—CaMg2 и Mg2Cu—CaCu5 являются квазибинарными. Проекция поверхностей ликвидуса приведена на рис. 148. Таблица 37. Данпые о четырехфазных равновесиях в системе Си—Са—Mg Критическая точка ' Е, Ел Ел '\ <\ Р3 Р, Тип равновесия ' ж ^? Си + MgCua - СаСиг, ж ^ Са + CaMg2 4 Са2Си ж ^ Mg '- Mg2Cu -r CaMga ж + СаСи5 ^ MgCu2 + СаСи ж + Mg2Cu a MgCua + CaMg2 ж + MgCu2 ^ СаСи + CaMg2 1 ж + СаСи ^ Са2Си + CaMg2 Температура, °С 700 350 430 В работе [1] определены фазовые равновесия в твердом состоянии при 350° (рис. 149). На основе двойных соединений MgCu2 и СаСи& в тройной системе Си—Са—Mg образуются значительные области тройных твердых растворов. Литература 1. Myles К. М.— J. Less-Common Metals, 1970, 20, N 2, 149—154. Медь — кальций — хром Диаграмма состояния системы Си—Са—Сг исследована в области медного угла — по лучевым разрезам до 1,2 ат. % Са и 1,0 ат. % Сг с постоянным соотношением Са к Сг равным 0,65 : 1; 1 : 0,8 и 1 : 0,5 — методами микроскопического, дифференциального термического анализов и термодинамического расчета [1]. Тройных соединений в исследованной области концентраций не обнаружено. В равновесии с а-твердым раствором на основе меди находятся фазы СаСиБ и per- В системе протекает нонвариаптное четырехфазное равновесие эвтектического типа ж ^± аси + + рСг + СаСиБ. Литература 1. Роднянская А. Л. Исследование сплавов и термодинамический расчет диаграмм состояния систем Си—Сг—ZmCu—Сг—Zr—Са.— Автореф. канд. дне. М., МИСиС, 1977. 137
CuCu 60 CazCu Ca, am.°/o Рис. 148. Проекция поверхностей ли квндуса диаграммы состояния систс мы Си -Са—М£ Рис. 140. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си — Са-Mg при 350° С Си / CqCu5 40 СаСц 00 CozCu 00 [>Ъ,Л/77. %
Медь — кальции — цирконий Диаграмма состояния системы Си—Са—Zr исследована в области медного угла — по лучевым разрезам до 4,0 ат. % Сг и 5,0 ат. °n Zr с постоянным соотношением Са к Zr. равным 2/i : 1; 0,8 : 1 и 0,4 : 1 — методами микроскопического, дифференциального термического анализов и термодинамического расчета [1J. Тройных соединений в исследованной области концентраций не обнаружено. В равновесии с а-твердым раствором на основе меди находятся фазы СаСи5 и Zr2Cu9. В системе протекает нонвариантпое четырех- фазиое равновесие эвтектического типа ж ^± ^± (ten + Zr2Cu9 1 CaCu5 при температуре 892 С. Точка тройной эвтектики находится при 7,8% ат. Са и 1,9 ат. % Zr. Литература 1. Роднянская Л. Л. Исследование сплавов н термодинамический расчет диаграмм состояния систем Си—Сг—ZrnCn—Сг—Zr—Са.— Анторсф. канд. дис. М.,МИСиС, 1077. Медь — кислород — кобальт Фазовые равновесия в сплавах системы Си—О—Со рентгеновским методом исследованы авторами [1J. В СоО растворяется до 25 ат. % СнО с образованием сверхструктуры Со3Сп04. Соединение СояСп04 образуется при 825° и имеет тетрагональную структуру с параметрами а =4,32 А, с/а 0,97. L» процессе отжига сплавов Си—О—Со при 900 появляется еще одна тройная фаза состава CoCuOo. Эта тройная фаза при 500 разлагается на Со203 и CiioO. Литература 1. Bertaut F., Delorme С— С. \\ Acad. sci. Paris, 1954, 238, 1829—1830. Медь — кислород — молибден Методами рентгеновского анализа установлено, что в сплавах системы Си—О—Мо тройных соединений не образуется flj. Литература 1. Schonberg N.— Acta chem. scand., 1954, 8, N 6, 932-936. Медь — кислород — никель Фазовые равновесия в енлавах Си—О—Ni исследованы в работе [Ц. Данными авторами на основании теоретических и экспериментальных данных было найдено, что в системе Си—О—Ni в жидком состоянии имеет место расслаивание, которое распространяется от двойных сплавов Си—Си20 па тройную систему. Добавки никеля уменьшают область расслаивания и при содержании 40 вес. % Ni расслаивания не наблюдается. Область расслаивания в жидком состоянии можно видеть на рис. 150. 11а основании микроструктурного анализа было установлено, что медь при монотектической температуре растворяет —3 вес. % кислорода, :>та растворимость сохраняется при легировании никелем до 20%. При дальнейшем увеличении концентрации никеля растворимость кислорода возрастает и при 30% Ni составляет 5 %. Литература 1. Claus, Leitgebel ИЛ— Teclm. Mitt. Krupp, Forschung- sber., 1941, N 4, s. 37—44. Медь — кислород — олово Диаграмма состояния системы Си—О—Sn методами термического, микроструктурного и рентгеновского анализов исследована в области концентраций до 2,8 ат. % О., и до 1.0 ат. % Sn [11. В области исследованных концентраций трой- ны\ соединений не обнаружено. Сечение Cu30—SuU2 является квазибинар- ным пвтектического типа с температурой эвтектического превращения 1223 ± 3°, состав эвтектической точки (ей) определяется концентрацией в ат. %: 0.71 Sn, 34,0 02 и 05,29Си. Сечение Си—SnU2 представляет простую диаграмму эвтектического типа с температурой эвтектического равновесия (е2) 1080°. Положение точки е<> определяется составом в ат. %: 0,15 Sn, 0,30 03, 99,55 Си. Проекция поверхности ликвидуса приведена на рис. 151. В исследованной области концентраций имеет место нонвариантпое эвтектическое превращение ж ^ есси "Ь Cu20 + Sn02. Температура нонвариантиого равновесия составляет 1005 , положение эвтектической точки Ех определяется концентрацией в ат. °6: менее 0,05 Sn, 1,85-1,95 0.2 и 98,1 Си. Основную часть концентрационного треугол ь- ника занимают области первичной кристаллизации Sn02 — e^Eye.Jj первичной кристаллизации твердого раствора на основе меди аси — СхщЕ^ь! и первичной кристаллизации Cu20— егЕхе^ Литература 1. Itofmann W., Klein M.— Z. Metallic untie, 1966, 57, N 5, 385—391. 133
Рис. 150. Область расслаивания в жидком состояпии Рис. 151. Проекция поверхностей ликвидуса диаграм в сплавах системы Си—Ni—О мы состояния системы Си-О—Sn Рис. 152. Изотермическое сечение диаграммы согтонния системы Си—О—Pt при 1000° С (хс — атомная доля, отнесенная к общему количеству металла в образце)
Медь — кислород — платипа Исследование фазовых равновесий медно- платиновых сплавов с окислами меди при различном давлении кислорода и температуре 1000° и 1200° С методами микроструктурного и рентгеновского анализов проведено в работе [1]. На рис. 152 приведено изотермическое сечение диаграммы медь — платина — кислород при 1000° С. Более жирными липиями очерчены составы фазовых треугольников, более тонкими — показаны изобары кислорода при различных давлениях от 0,96 до 10~3 атм. Наибольший практический интерес представляют две фазовые области: I — [СиО + (Си, Расплав + газ] и II — [Си20 + (Си, Pt)-cmiaB + + газ]. При постоянной температуре каждая из этих фаз имеет только одну степень свободы, представленную на рис. 152 изобарами кислорода, радиальпо исходящими от каждого из двух окислов постоянного состава (СиО или Си20) по направлению к сплавам различного состава. Литература 1. Landolt С, Миап j4.— Trans. Metallurg. Soc. АШЕ, 1969, 245, N 4, 791—796. Медь — кислород — родий Фазовые равновесия в сплавах системы Си— О—Rh исследованы в работе [1]. Авторы [1] изучали процессы, происходящие в смеси окислов меди (СиО) и родия (Rh203) при изотермическом нагреве. При определенных условиях устанавливается постоянное парциальное давление кислорода, при котором в тройной системе существует трехфазное равновесие. В системе Си—О—Rh при 1050° установлено пять трехфазных равновесий при постоянном парциальном давлении кислорода (мм рт. ст.): 22, 160, 250, 300 и 2820. Состав фаз, находящихся в равновесии, виден из концентрационного треугольника (рис. 153). Точки О и Ш имеют составы Cu2Rh204 + 0,4 CuO и CuRh204 + 0,2 CuO соответственно. Литература 1. Schenck Д., Finkener F.— Bericht. Dtscb. chem. Ges., 1942, 75, N 12, 1962—1975. Медь — кислород — свинец Диаграмма состояния системы Си—О—РЬ изучена в работах [1, 2] в области ограниченной Си—РЬ—РЬО—Си20. Авторы [1] методами термического и микроструктурного анализов исследовали расслаивание в жидком состоянии при 1150° и построили сечение Cu20—РЬО, которое представляет диаграмму эвтектического типа с температурой нонвариантного равновесия при ~700°. Эвтектическая точка лежит между 16—20 вес.% Cu20. На основании исследования структуры медленно охлажденных сплавов авторы работы [1] дают новый проект кристаллизации сплавов разреза Cu20—РЬО, где предполагается образование химического соединения по перитектической реакции: ж + Cu20 ^ кристаллы П, которые вероятно являются Си • РЬ-окислами. Авторами работы [2] диаграмма состояния Си—О—РЬ исследована методами термического, микроструктурного, рентгеновского и дилатометрического анализов более подробно. Ими определена область расслаивания в жидком состоянии при 1200°, построены политермическое сечение Cu20—РЬО и проекция поверхностей ликвидуса. Сечение Cu20—РЬО является диаграммой эвтектического типа с температурой эвтектики 680°. Положение эвтектической точки определяется концентрацией 82 вес.% РЬО. При определенных условиях образуется химическое соединение Ci^OPbO, которое стабильно ниже 580° и кристаллизуется в моноклинной системе с параметрами а — 9,7Б кХ, Ъ = 20Дх кХ, с = 12,20 кХ, р = 87,3°. Проекция поверхностей ликвидуса по [2] приведена на рис. 154. Ввиду того, что область расслаивания в жидком состоянии е^МгМ2КМф очень близка к сплавам Си—РЬ, на рис. 154 приведена схема и только небольшая область концентраций дана в масштабе. Сплавы исследованной области концентраций претерпевают два эвтектических и три монотектических че- тырехфазных равновесий, сведения о которых суммированы в табл. 38. Таблица 38. Тип и температура нонвариантных равновесий в сплавах системы Си—О—РЬ Критическая точка мг М2 Mi Et я2 Тип равновесия ЖМх + Cll2° ^ ЖМ7 + CU ММг^ЖМг +ЖМ. + Си жм< + жмл ^ Си + РЬО ж £1 Си + РЬ + РЬО , ж Ц Си + Си20 + РЬО Температура, °С 1040 959 830 325 675 Точка Мх имеет состав (в вес. %): 95 Си; 4,5 РЬ; 0,5 02. В табл. 39 обозначены области первичной кристаллизации. 141
о Рис. 153. Положение фаз, находящихся в равновесии при постоянном парциальном давлении кислорода, в системе Си -О- Rh Рис. 154. Проекции поверхностей ликвидуса диаграммы состояния системы Си -О—РЬ
Таблица 39. Поверхности первичной кристаллизации в системе Си—О—РЬ Поверхность Сит^и^Си; ЬМъМ^сф\ Л/7Я2Л/5Д/6Л/7 Vb'bEye*Vh Cn2()r4/iT2l/7w2Cu20; eY\lj^i РЪОг4Л\2Д/5т3РЬО; гЛ/4Е>3г Вид кристалла Твердый растпор на основе меди — Си Твердый раствор на основе свинца — РЬ Cu20 РЪО С твердым раствором на основе меди — Си находятся в равновесии Cu20 и РЬ. Литература 1. IIojmann И/., Kohlmeyer /.— Z. MotallKundc, 1954, 45, N 6,339—341. 2. Gebhardt £., Obrowski W,— Z. Mctallkundc, 1954, 45, N 6, 332—338. Медь — кислород — селен Система Си—О—Se изучена методами микро- структуриого, термического и рентгеновского анализов с целью определения формы существования селена в меди в присутствии кислорода [1]. Установлено, что селен присутствует в меди в виде соединения Cu2Se независимо от наличия в сплаве кислорода. Тройная эвтектика образуется при температуре 81)1° С; она состоит из Cu2Se, окиси меди и небольшого количества чистой меди. Литература 1. EborallB.— J. Inst. Metals, 1944, 70, 435-446. Медь — кислород — сера Фазовые равновесия в системе Си—О—S исследованы в работах [1—3]. Авторами [3] фазовые равновесия в системе Си—О—S изучены наиболее полно. Ими предложена схема пространственной диаграммы, где в основании лежит концентрационный треугольник, а по вертикали отложено давление (Р). Связь между давлением и температурой определяется уравнением lg Р = 8,172—5380/7\ При известном давлении можно определить связь различных моновариаптиых равновесий при постоянной температуре. В системе Си—О— S имеют место следующие фазовые равновесия (I—V) и равновесия диссоциации (VI, VII): I. 3 CuS + CuS04 ^ 2 Cu2S + 2 S02, II. CiuS | 2 CuS04 ^ 2 Cu20 + 3 SO*, III. CuJ3 + 2 Cu20 ^ 6 Cu + S02, IV. 4CuS04 I- Си2Ог±3(СпО.Си804) - SO», V. CnO-CuS04 -'- CiuO ^ 4 CuO h SO.,, VI. 2 C11SO4 7+ CuO-CuS04 + S03 (S02 + V2 02), VII. CuO-CuS04^ 2 CuO + S03 (S02 + l/2 02). Па рис. 155 представлена пространственная модель, где обозначены имеющие место фазовыо равновесия. Литература 1. Schenck i?., Hempelmann W.— Metall und Erz., 1913, 1, 283. 2. Schenck Я., Hempelmann W.— Z. angew. Chera., 1913, 26, 646. 3. Reinders W., Goudriaan F.— Z. anorg. Chom., 1923, 126, i\ 1/2, 85—103. Медь — кислород — серебро Фазовые равновесия в сплавах системы Си—О—Ag исследованы в работах [1—3]. Авторы [1] методами термического и микроструктурного анализов построили полптермнче- ское сечение Cu20—Ag, которое является диаграммой мопотектического типа с эвтектикой (рис. 156). При температуре 1134° происходит моиотектнческое равновесие ж1 7~ ж2 - Cu20, а при температуре 941° — эвтектическое превращение ж2 7? Cu20 п- Ag. Растворимость серебра в Cu20 при 1134° составляет 2,7 вес.%, а растворимость Cu20 в твердом серебре — около 0,3 вес. %. Эвтектическая точка ея находится при концентрации 2,1—2,3% Cu.,0 и 97,7-97,9% Ag. В работе [21 определена область расслаивания в жидком состоянии в сплавах Си—Ag— —Cu20. Диаграммы состояния А£—СдьО и Си—Си20 являются мопотектическими системами с эвтектиками, а Си—Ag представляет диаграмму эвтектического типа с ограниченной растворимостью в твердом состоянии. Расслаивание в жидком состоянии в сплавах Ag—Cu20 и Си—Cu20 распространяется на тройные сплавы Си—Ag—Си20 и занимает почти весь концентрационный треугольник — аЬм^м.^ (рис. 157). Сплавы Си—Ag—Cu20 претерпевают эвтектическое ионвариантное равновесие ж ^2 Ag -\- Cu 4 CiuO при 775°. Положение эвтектической точки Е определяется концентрацией (в вес. %): 66,5 Ag, 32,7 Си и 0,8 02. Области первичной кристаллизации твердых растворов: па основе меди — С\хехЕе2\ на основе серебра — Age^Ee^ на основе Cu20—Си^Ом^и» и abe3e.z. В работе [31 исследованы процессы окисления чистых металлов — серебра и меди — и процессы диссоциации окислов AgO и CiuO при высоких температурах. 143
CuzS Рис. 155. Пространственная модель диаграммы состояния системы Си—О—S (а) и проекция фазовых равновесии на концентрационный треугольник (6) Рис. 156. Политермическое сечение Cu20—Ag Рис. 157. Проекция поверхностей ликвидуса диаграммы состояния системы Си—О—Ag °с 1200 \ 1000 япп I • k / V I M Ж,+ ж нэч° Cu20 + жг Cu20*Ag tf 11° \ \ I I 4 ж2 \\ V *3 Cuz0 20 40 60 Agf Л?л% Ag Ag;to*.%
Литература 1. Leroux I. A. A., Frohlich К. W.— Ъ. Metallkunde. 11931,23, N 10,250-254. 2. Moser Я., Frohlich K.W.— Metallwirtschaft, 1931, 10, N 27, 533—535. 3. Kohlmeyer E. /., Sprenger K.— Z. anorcr. Chem., 1948, 257, 199-214. Медь — кислород — теллур Система Си—О—Те изучена методами микро- струкгурного, термического и рентгеновского апализов с целью определения формы существования теллура в меди в присутствии кислорода [1]. Теллур присутствует в меди в виде соединения Си2Те, независимо от наличия в сплавах кислорода. Тройная эвтектика между медью, теллуром и кислородом образуется при 870° С (по сравнению с 1093° С для двойной эвтектики системы медь—теллур). Тройная эвтектика состоит из Си2Те, окиси меди и небольшого количества чистой меди. Литература 1. Eborall J?.— J. Inst. Metals, 1944, 70, 435—446. Медь — кислород — титан Сведения о взаимодействии компонентов в системе медь—кислород—титан касаются структуры образующейся тройной фазы [1—3]. В работе [1] показало, что при загрязнепии кислородом сплава Ti — 50 ат.% Си вместо соединения Ti2Cu образуется новая фаза с ГЦК структурой, изоморфная Fe3W3C. Исследование сплавов состава Ti2Cu и Ti4Cu20 показало, что Ti2Cu имеет ГЦК структуру типа Fe3W3C (а = 11,24 A), a Ti4CiioO — ГЦК структуру типа Fe3W3C (a = 11,47 А). Литература 1. Karlson TV.— J. Inst. Metals, 1951, 79, 391—393. 2. Rostoker W,— Tmus. AIMME, 1952,194, 209—210. 3. Karlson N.— Nature, 1951. 168, 558. |Медь — кобальт — кремний Диаграмма состояпия Си—Со—Si со стороны меди исследовалась в работах [1—5] с применением различныv методов исследований (микроскопического, метода термического анализа, путем электролитического разделения фаз и др.). В системе не обнаружены какие-либо тройные соединения. Предполагается, что разрез Си—Co2Si является квазибипарпым [1, 4, 5]. Строение этого разреза, однако, исследовалось лишь до 696 Co2Si. Co стороны меди разрез Си—CooSi является эвтектическим. Температура эвтектического превращения, согласно [1],— 1050 ± 10°, что находится в приемлемом согласии с данными работ [4, 5]. Концентрация эвтектической точки на квазибинарном разрезе Си—Co2Si составляет около 5% Co2Si [1]. В равновесии с твердым раствором на основе меди в твердом состоянии, помимо твердого раствора на основе Со, фаз двойиой системы Си—Si и соединения Co2Si, находится также соединение CoSi. На рис. 158 приведены изотермические сечения диаграммы Си—Со—Si при 700 и 900°, построенные в наиболее поздней работе [4]. При 900° в сплавах, содержащих более 2,5% Si, присутствует жидкая фаза. С повышением температуры до 1000° область, в которой присутствует жидкая фаза, расширяется. Добавка кобальта приводит к понижению растворимости кремния в твердой меди, а добавка кремния — к понижению растворимости кобальта в твердой меди. С понижением температуры область твердого раствора на основе меди сужается. В отношении величины растворимости Co2Si в твердой меди данные различных авторов несколько различаются. Растворимость Co2Si в меди составляет: по [1] — Ь'% при 1000°, 3,5% при 900%, 2% при 700°; по [2] — 5% при 970°; по [3] — более 4% при 900°; по [5] — 2,3% при 1050°, 1,2% при 1000° и 1,0% при 850°. Данные [4] представлены на рис. 158. Литература 1. Corson M. С— Rev. metallurgie, 1930, 27, N 5, 265—281. 2. Wilson С. L., Sillirnan H. F., Little E. C— Trans. AIMME, 4933, 104, 131-132. 3. Crones tajski J.— Rudy i met ale niezel, 1968, 13, N 4, 164—167. 4. Ревина Я. И., Николаев А. К., Розепберг В. М.— Изв. АН СССР, Металлы, 1975, № 1, 215—218. 5. Takeuchi Hisasuke, Toda Tadatoshi.— J. Japan Inst. Metals, 1962, 26, JS'l 9, 570—575. Медь — кобальт — марганец Диаграмма состояния Си—Со—Мп исследовалась в работе [1] методами термического и микроскопического анализов. Была изучена область концентраций, включающая сплавы, богатые медью и кобальтом, при содержании марганца от 0 до 40%. Было установлено, что перитектическое превращение в двойной системе Си—Со переходит в моповариантное перитектическое превращение в тройной системе. При увеличении содержания марганца до 40% температура перитектического превращения понижается с 1100 до 800° и характер его при этом не изменяется. Двухфазная область в системе Си—Со при увеличении содержания to ДпоГшые системы 145
«*Л f 4 a+bQ S Рис. 138. Изотермические сечения диаграммы состояния системы Си—Со—Si при 700 (а) и 9U0U С (6) [4] Рис. 1.)!). Полнтермическое сечеине диаграммы состояния системы Си-Си-Мп при 10% Мп [1] 1600 BOO 4 дг*со J 40 ВО Со, dec Vo 146
марганца суживается. До 40% Мп в структуре наблюдаются два твердых раствора, однако, по мнению авторов [1], критическая точка К, соответствующая предельной концентрации тройного твердого раствора, лежит вблизи разреза с 40% Мп. С понижением температуры растворимость кобальта в твердом растворе на основе меди и меди в твердом растворе на основе кобальта уменьшается. Па рис. 159 представлено построенное в работе [1] политермическое сечение системы Си—Со—Мп, а на рис. 160— проекции линий ликвидуса диаграммы состояния этой системы: акЪ — линия предельной растворимости твердых растворов на основе меди, марганца и кобальта; пп — линия моноварн- антного перитектического превращения; аха'х и ЪЪ[ — линии, ограничивающие области твердых растворов па основе меди и кобальта при комнатной температуре. В работе [2] методами измерения твердости и электросопротивления, дилатометрическим методом и путем изучения микроструктуры авторы исследовали сплавы системы Си—Со— —Мп, богатые марганцем (до 50%). Было установлено, что в отожженном состоянии (при 500°) структура этих сплавов состоит из двухфазных смесей ос-Mn п т^Мп. Литература 1. Kiister W., Wagner £.— Z. Mctalllainde, 1938, 30, N 9, 352—353. 2. Топчиашвили Л. //., Агладзе Р. И., Мохов В. 71/.— ЖНХ, 1958, 3, вып. 11, 2537-2544. Медь — кобальт — молибден Диаграмма состояния Си—Со—Мо исследовалась в работе [1] путем изучения микроструктуры литых сплавов. В результате исследования была установлена граница области расслаивания в жидком состоянии, фазовые равновесия в твердом состоянии и протяженность областей твердых растворов тта основе меди и кобальта. Построенная часть диаграммы представлена на рис. 161. Линия, ограничивающая область расслаивания в жидком состоянии, идет от Си угла через критическую точку S и затем в сторону Мо угла диаграммы. В области сплавов, богатых молибденом, линия, ограничивающая область расслаивания, проведена приблизительно. Критическая точка S (42 °о Си. 3% Мо, 55% Со) соответствует предельному составу обоих жидких фаз, находящихся в равновесии. В твердом растворе на основе меди (область Си аах) растворяется до 5% Со и около 0,5°о Мо (точка а). Область твердых растворов на основе кобальта (ЬХЬЬ2) значительно шире. В равновесии с твердым раствором па основе меди находятся Мо, твердый раствор на основе кобальта и соединение МоСо. К области твердого раствора па основе меди в твердом состоянии примыкают фазовые области: а + Мо + + МоСо (Си а МоСоМо); а + МоСо (соответствует линии а МоСо); а + МоСо + Со тв. р-р (а МоСоЬ); а + Со тв. р-р (abb^). Литература 1. Dreibholz,— Z. phys. Chem., 1924, Ю8, N 1/2, 1—50. Медь — кобальт — никель Диаграмма состояния Си—Со—Ni исследовалась методами термического анализа, микроскопическим и рентгеновским методами, путем определения свойств сплавов [1—41. Наиболее полное исследование было выполнено в работе [3]. Строение диаграммы состояния определяется тем, что две прилегающие двойные системы Си—Ni и Ni—Со характеризуются образованием непрерывного ряда твердых растворов, а третья система Си—Со является пери- тектической с образованием ограниченных твердых растворов на основе меди и кобальта. Псритектцческая точка п расположена со стороны меди. При легировании сплавов Си—Со область совместного существования твердых растворов на основе меди и кобальта сужается, а температура перитектического превращения повышается. При высоких содержаниях никеля при кристаллизации образуется лишь одпа фаза, представляющая собой твердый раствор всех трех компонентов. С понижением температуры двухфазная область твердых растворов на основе меди и кобальта расширяется, а однофазная уменьшается. Тройных соединений в системе не образуется. Фазовые превращения, связанные с полиморфизмом кобальта и никеля, не исследовались. На рис. 162 представлено по.штермнческое сечение диаграммы при постоянном содержании 20 вес.°о Ni [3]. Штриховыми линиями на этом сечении обозначено изменение с составом температуры Кюри, ах и а2 — твердые растворы иа основе меди и кобальта, а — тройной твердый раствор, который образуется при легировании сплавов Си—Со никелем. 11а рис. 163 представлены проекции иа копцентрациоппый треугольник: линии моновариаитного перитектического превращения (nN); линии, ограничивающей область совместной кристаллизации твердых растворов на основе меди и кобальта (аКЬ) и изотермы поверхности, разделяющей однофазпую область тройного твердого раствора а и двухфазпую область ах + а2 [3]. Критическим точкам иа диаграмме N и К соответствует температура 1180°. ю* Ш
CDjffec.% 80 b bf Cd Рис. 160. Проекция ликвидуса диаграммы состояния системы Си—Со—Ми [1] °С 1200 1000 800 600 ЧОО 200 Си а7 К. т~ \ ^v^wy-a L« --- — '-^ I I £ <^ L J ч\| \ О 20 QO 60 ВО Рис. 161, Линия, ограничивающая области расслаива- Рис. 1G2. Политермическос сечеппе диаграммы состояния в жидком состоянии, и фазовые области в твердом ния системы Си—Со—Ni при постоянном содержании состоянии в системе Си—Со—Мо 20 вес.% Ni Литература 1. Waehlert M. Oesterr. Z. Berg- und Hiittenwes., 1914, 62, 341, 357, 374, 392, 406. 2. Volk К. Е., Dannohl W.— Ъ. Metallkunde, 1938, 30, N 4, 113—122. 3. Dannohl W., Neumann H.— Z. Metallkunde, 1938, 30, N 7, 217—231. 4. Guertler W., Rassmann G,— MetallwirLschaft, 1943, 22, N 1/2, 1—8. рокая область тройных твердых растворов. К Си—Со стороне системы в твердом состоянпп примыкает двухфазная область, в пределах которой находятся в равновесии твердые растворы на основе меди (а) и кобальта (f>). На рис. 164 представлены полнтермические сечения диаграммы состояния при различном постоянном содержании палладия. Медь — кобальт — палладий Исследование диаграммы состояния Си—Со— —Pd было выполнено методами термического анализа и исследования микроструктуры [1]. К палладиевому углу системы примыкает ши- Литература 1. Григорьев А. Т., Пантелеймонов Л- А., Куприна В. В., Рыбакова Л. И.— ЖНХ, 1956, 1, •№ 5, 1067—1073. 148
Медь — кобальт — самарий В работе 11] микроскопическим и рентгеновским методами исследованы сплавы разреза SmCo6ib — SniCu4,6- Установлено, что при 1000° сплавы, содержащие до 27,3% Си, однофазны. Сплавы с концентрацией 32—39% Си состоят из двух изоморфпых фаз. Замена атомов кобальта атомами меди в соединении SmCo5 сопровождается ростом параметров кристаллической решетки. В работе [2] на основании исследования диффузных слоев методами микроскопического анализа и с помощью локального электронного микроаиалпзатора построены изотермические сечения диаграммы состояния Си—Со—Sm при 800 и 1200°. На сечении при 800° (рис. 1(55) в равновесии с твердым раствором на основе меди находятся твердый раствор на основе кобальта и фаза SmCu6. Литература L Малахов Г. В., Пашков [J. 77.— Труды ВНИИ электромеханики, 1974, 40, 34—39. 2. Perry Л. J.— .!. Less-Common Metals, 1977, 51, N 1," 153—162. 40 ffff NL, for. % Рис. 163. Проекции линии моновариантного перитек- тнческого превращения и линии, ограничивающей области кристаллизации двух фаз, на диаграмме состояния Си—Со—Ni; изотермы растворимости в тройном твердом растворе а Медь — кобальт — сера Согласно [1], диаграмма состояния Си—Со—S была исследована в работе [2] методами термического, микроскопического и рентгеновского анализа. Зона несмешиваемости в системе Рис ^ Политермическпе ссченпя диаграммы состояли—Ь переходила в тройную систему и наблго- ния системы Cu-Co—Pd при постоянных содержа- далась при концентрациях кобальта менее 43%. внях палладия Д0%Рй \ж 1400 к4 1200 ЮОО *А _L_ Cu 5 Cd Я9%Рй 60°/о Pd W%Pd ЧО°/о Pd ж \ж+а. + П ж+fa ос 1 1 / 1 *■"-—--T^rt OL+p ';/>) ^s i ^ \Р\ \ 1 \ _Lj Си 10 20 Сс Си 10 20 3D Со Си 10 20 30 ЧО Со Си 10 20 30 40 50 Со J0%Pd °С 1400 12D0 1000 Ж Ж+OL+p ж+сс I ,/ I ы+р I I I I I 1 20°/о Pd. ж \ж+аУг ж + П [' « <хч-П ж+ы + П / i i 'I i i . j ' i 1 1 1 Ю°/оРй. Си 10 20 3D 40 50 60 Со Си 10 20 30 40 50 60 70 Со Zo,6ec.°/o Си 10 20 30 40 50 60 70 ВО Со 149
Sm^Coj-j К 1 Sm CD5 Kl t 0^ Sm^CD7 SmCD3 Рис. 165. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—Со—Sm при 800° С Фазовые области: I — однофазная; 2 — двухфазная; 3 — трехфазная SmCUg / Z0 Рис. 16G. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—Со—Zn при 672 С [3] SmCus SmCu. Sm7 am.°/o ff 12 Zo,am.°/a Литература 1. Metallurg. Abstracts, 1947, 14, N 9, 435. 2. Peyronol G.y Pacilli £.— Chcmica e industria, 1944, 26, 36-42. Медь — кобальт — титан Рентгеновским методом авторы [1] исследовали фазовый состав сплавов Си—Со—Ti, лежащих на разрезе с постоянным содержанием 25 ат.% Ti. В сплаве, содержащем 70% Со + + 5% Си, наблюдали гомогенный твердый раствор на основе соединения TiCo3; в сплаве с 65% Со + 10% Си — твердый раствор на основе соединения TiCo3 и фазу TiCo2 (типа MgZn2); в сплаве с 50% Со + 25% Си — фазу TiCo2 (типа MgCu2) и Си. В сплавах, содержащих 40% Со + 35% Си и 32% Со + 43% Си, наряду с указанными фазами была отмечена фаза TiCo (типа CsCl). В сплаве 25% Со + + 5096 Си наблюдали фазы TiCo + Си. Литература 1. Pfeifer Я.-С7., Bhan S., Schubert Я,— J. Less-Common Metals, 1968, 14, N 3, 291—302. Модь'— кобальт — цинк Сведения о диаграмме состояния Си—Со—Zn имеются в работах [1—3]. В последней работе [3] упоминается лишь одна предыдущая работа [2], при этом высказывается сомнение в ее правильности. Исследование в работе [3] проводилось микроскопическим и рентгеновским методом. На основании анализа микроструктуры сплавов, отожженных при 072°, построено изотермическое сечение диаграммы, которое представлено на рис. 1136. Рентгеновским методом было установлено, что богатая кобальтом фаза в трехфазной области а + Р + Со имеет гранецентрировапную кубическую решетку. Литература 1. Guillet L.— Rev. mctalhirgic, 1920, 17, 494. 2. Jitsuka D. Mem. Coll. Science Kyoto Imp. Univ. and Proc. World Eng. Congr., 1929, 12. 179. 3. Haworth J. B.y Hume-Rolhery W.— РЫ1. Mag., Scr. 7, 1952, 43, N 341, 613—629. 150
Медь — кремний — магний Диаграмма состояния Си—Si—Mg исследовалась в работах [1—5] методами термического анализа, микроскопическим и рентгеновским. Изучена область диаграммы, прилегающая к магниевому углу системы в пределах до ~35% Si и ~70% Си. В системе образуются тройное соединепие Mg2Cu3Si, которое плавится при 927°, и тройное соединение Mg6Si7Cu16. Согласно [1], разрезы Mg2Cu3Si—Mg2Si и MgoCugSi—Mg2Cu — квазибинарные эвтектические. Температура эвтектического превращения на квазибинарном разрезе Mg2Cu3Si— Mg2Si составляет 857° (состав эвтектики — около 15% Si, 25% Mg), а на квазибипарном разрезе Mg2Cu3Si—Mg2Cu — 565° (состав эвтектики — около 42% Si, 0,5% Mg). Соедипе- пие Mg2Cu3Si имеет упорядоченную кристаллическую структуру типа С14 (гексагональная кристаллическая решетка) [G]. Высокотемпературная модификация соединения Mg2Cu3Si имеет гексагопальную решетку типа С 36, а соединение Mg6Si7Cu16 — гра«[сцентрированную кубическую со 116 атомами на элементарную ячейку. Параметр кристаллической решетки а — 11,65 ± 0,02 А [4]. Кристаллическая решетка относится к типу 0\ [5]. Литература 1. Portevin A., Bonrwt M.— С. г. Acad. sci. Paris, 1933, 196, N 21, 1603—1607. 2. Witte II.— Z. angew. Mineral., 1938, 1, 255—268. 3. Witte H.— Metalhvirtschaft, 1939, 18, 459—463. 4. Nagarsen G., Witte II.— Z. anorrr. Clicm., 1953, 271, \ 3—4, 144—149. 5. Bergman G., Waugh J. L. T.— Acta crystallogr., 1953, 6, N 1, 93—94. 6. Pearson W. B. A Handbook of Lattice Spaciugs and Structures of Metals and Alloys, London — New York — Paris — Los Angeles, Pergamon Press, 1958. Медь — кремний — марганец Диаграмма состояния системы Си—Si—Ми исследовалась с использованием методов термического анализа, изучения микроструктуры, измерения удельпого электросопротивления и других методов [1—7]. Исследования в основном ограничивались областью концентраций, примыкающей к медному углу системы. В равновесии с твердым раствором на основе меди в твердом состоянии находятся лишь фазы двойной системы Си—Si или системы Si—Мп. Учитывая строспие двойной системы Си—Мп, можно также считать, что в равновесии с твердым раствором на основе меди при высоких концентрациях марганца и определенных температурах находятся фазы на основе а, Р и б модификаций марганца. В работе Boca [2] в структуре богатых медью литых сплавов наряду с медным твердым раствором присутствовала у-Фаза системы Си—Si и фаза неизвестного состава %; при отжиге *у-фаза сохранялась, а фаза % исчезала. В работе Смиса и Хиббарда [3] в равновесии с твердым раствором на основе меди при температурах 450— 550° наблюдали фазу системы Си—Si и фазу Mn2Si. При температурах 650—800°, согласно данным этой работы, в равновесии с твердым раствором на основе меди находятся фазы К системы Си—Si и Mn2Si. Согласпо более поздним работам [4, 5, 7] в равновесии с твердым раствором на основе меди находятся фазы (двойной системы Si—Мп) — Mn3Si, Mn5Si3, MnSi и MnSi2. В системе имеются следующие квазибииар- пые разрезы: Cu3Si—MnSi [4], Си—Mn5Si3 [5, 7], Си—MnSi [7]. Политермический разрез Си—Mn3Si не является квазибииарным [4]. Политермический разрез Си—MnSi2 исследовался в небольшой области концентраций, поэтому сделать вывод в отношении того, является ли он квазибииарным или нет, нельзя. Для сплавов Си—Si—Мп характерна значительная область твердого раствора на основе меди. С понижением температуры эта область сужается. Границы области твердого раствора на основе меди при различных температурах определялись в работах [3, 6]. Результаты более поздней работы [61 представлены на рис. 1G7. При 900° в равновесии с твердым раствором на основе меди, в отличие от других температур, находилась жидкая фаза. В работе [7] исследованы политермические сечения Си—Mn5Si3 (рпс. 168), Си—MnSi и CuMnSi2; установлено, что первые два являются квазибинарнымн. Литература 1. Smith С. S.— Trans. AIMME, 1930, 78, 164—193. 2. Voce Е.— J. Inst. Metals, 1930, 44, 331—361. 3. Smith С. S., Hibbard W. Л-— Trans. AIMME, 1942, 147, 222. 4. Смирягин А. П., Квурт О. С— В сб.: Металловедение цветпых металлов и сплавов. Труды ин-та «Гипроцветмстобработка», вып. 14. М. Мсталлург- нздат, 1952, 5—28. 5. Dreyer К. L.— Mctall, 1953, 7, N 5-6, 186—189. 6. Туркин В. Д., Кушникова Л. Я.— В сб.: Технология цветпых металлов, № 29, Труды Мипцвстмет- золото. М., Мсталлургпздат, 1958, с. 18—25. 7. Смирягин А. #., Мартынюк Р. П.— В сб.: Исследование сплавов цветных металлов, вып. 3. Труды Ипститута металлургии им. А. А. Байкова. М., Изд-во АН СССР. 1962, с. 98—107. Модь — кремний — никель Исследованию диаграммы состояния Си— —Si—Ni посвящено довольно большое число работ [1—11] в связи с тем, что сплавы этой 151
Си * Ц Si,0ec.°/o Рис. 167. Растворимость кремния и марганца п твердом растворе на основе меди при различных температурах [6] Температура, ° С: J — 900; 2 — 800; з — 700; 4 — 600; 5- -500; б —400 системы представляют большой практический интерес. Исследования проводились с использованием термического, микроскопического и рентгеновского анализов. Согласно данным Окамото [5—8], исследовавшего систему Си—Si—Ni целиком, в ней образуется тройное соединение, обозначенное со и содержащее около 12—15% Si и 11—12% Ni. Кроме того, ряд фаз, образующихся в двойных системах Си—Si и Ni—Si, имеют значительные области гомогенности, распространяющиеся в тройную систему, так что их можно рассматривать как тройные соединения. Так, фаза у двойной системы Си—Si способна растворять значительное количество никеля и может рассматриваться как тройное соединение. В двойной системе Си—Si фаза у образуется при ~8% Si; в тройной системе она может содержать ~~ 15% Ni и 10% Si. В работах И. И. Новикова и Л. И. Даутовой [9, 10] соединение у обозначено через а, причем считается, что о — тройное соединение. В работе [11], в которой также исследовалась целиком диаграмма состояния Си—Si—Ni, указывается значительная протяженность области гомогенности 7~Фазы* однако тройное соединение со не установлено. В наиболее ранней работе [1] делался вывод, что разрез Си—Ni2Si является квазибииарным. Однако в работах Окамото [5—8] установлено, что разрез Си—Ni2Si, а также разрезы Си— Ni5Si2, Си—NiSi, Cu3Si—Ni2Si, Cu3Si—Ni5Si2 и Cu3Si—NiSi не являются квазмбинарными; делается вывод, что в системе вообще не существует квазибинарных разрезов. Данные [5—8] подтверждаются в работах [9, 10], где отмеча- tAnbSis}0ec.°/o Рис. 108. Квазибииарный разрез Си—MnftSi^ [7] ется, что пи одно из химических соединений никеля с кремнием не образует квазнбинариых разрезов с медью. В то же время в последней работе [11] установлено, что твердые растворы на основе соединений Ni5Si2 и Ni2Si образуют с твердым раствором на основе меди квазибинарные разрезы. На рис. 169 представлены проекции поверхностей ликвидуса системы Си—Si—Ni [7]. Соответствующие типы нонварпантных четырех- фазпых превращений, имеющих место в системе, и составы жидких фаз, участвующих в этих превращениях, указаны в табл. 40. Области кристаллизации первичных кристаллов фаз Таблица 'iO. Типы пониариантпых превращении в системе Си—Si—Ni Критическая точка i\ т., г* Е3 '•з Я, Превращение ж~\ Рз^а + Т' ж -| у' ^±а -у ж -у + а ^ В ж -, у-'- р i?o Ж 7? У -г С + 6 ж -\- у £? со \- е ж ■'- у' ^-у-|-0 ж i е г у^ю Ж-, 0 ^Т] -, (О ж ^ г) ! со + С ж ~\ е ^1 со 4 Si ж т* со Si г £ £ т± £' в присутствии ж и Si Температура, °С J 07 J 940 858 835 820 832 880 859 790 770 774 769 ~9S0 Состав жид нон фа мы, вес. "„ Си 54,0 78,0 89,5 89,0 87,3 80,0 58,0 05,0 54,0 57,9 72,0 69,0 Ni 38,2 J4,0 2,5 2,0 2,li 7,2 27,0 20,0 27,0 22,1 10,0 13,0 1 - 55 Si 7,8 8,0 8,0 9,0 10,1 12,8 15,0 15,0 19,0 20,0 18,0 18,0 ~'il 152
указаны на рис. 169. Фаза у образуется по перитектической моновариантной реакции ж + у' —►■ у. Линия этого превращения имеет максимум при 954° и снижается в обе стороны от этого максимума. Согласно [7] поверхности ликвидуса являются гладкими, а согласно [9, 10] на поверхности ликвидуса вблизи Си угла имеет место складка. Кремний растворим в твердом растворе Си—Ni (а) в различной степени в зависимости от соотношения Си и Ni. При содержании 60—80 ат. % Си растворимость кремния минимальна. При увеличении содержания в меди никеля растворимость кремния в а-твсрдом растворе увеличивается. С понижением температуры растворимость кремния в а-твердом растворе уменьшается. Об этом свидетельствуют изотермические сечения, представлепные на рис. 170 [91. В равновесии с твердым раствором а со стороны меди согласно [9] находятся фазы: Ni5Si2, тройное соединение а и фазы двойной системы Си—Si. Фаза Ni2Si не находится в равновесии с медным твердым раствором [9, 10, а также 6, 7]. Согласно [111, в равновесии с медным твердым раствором находятся фазы y, Ni2Si, Ni5Si2 и Ni3Si. Литература 1. Corson M.G.- Rev. metallurgie, 1930, 27т 194—213f 265-281. 2. Jones D. G., Pfeil L. #., Griffiths W. Т.— J. Inst. Metals, 1931, 46, 423—442. 3. Crepaz E. — Metallurgia ital., 1931, 23, N 8, 711 — 716. 'i. Wilson C. L., Silliman H. F., Little E. C— Trans. A1MME, 1933, 104, 131—132. 5. Okamoto M.— Nippon Kinzoku Gakkai-Si, 1938, 2, N 5, 211—232. (5. Okamoto M,— Nippon Kiuzokn Gakkai-Si, 1939, 3, N 9, 336—348. 7. Okamoto M.— Nippon Kinzoku Gakkai-Si, 1939, 3, N 10, 365—402. 8. Okamoto M.— Nippon Kinzoku Gakkai-Si, 1939, 3, N 11, 411—422. «. Новиков И. Я., Даутова Л. П.— ЖНХ, 1957, 2, № 12, 2766—2770. 10. Новиков П. #., Даутова Л. И.— Труды Ии-та ядерной физики АН Каз. ССР, 1958, 1, 274—281. 11. Соколовская Е. М.ч Чичерникова О. //., Глады- шевский Е. #., Бодак О. Я.— Изв. АН СССР, Металлы, 1973, № 6, 192—196. Медь — кремний — олово] Диаграмма состояния Си—Si—Sn исследовалась в области концентраций до ~5% Si и до ~10% Sn методами термического анализа, микрорентгеноспектралыюго анализа и изучения микроструктуры [1]. Па рис. 171 представлены изотермы поверхностей ликвидуса и соли- дуса диаграммы состояния. При термическом анализе в области температур порядка 760—800° наблюдали большие термические эффекты, соответствующие протеканию трехфазного перитектического превращения ж + а т± Р'. На рис. 172 представлены изотермические сечения диаграммы при 800, 700 и 500°. При 900° изотермическое сечение проходит через три фазовые области: а, ж + а и ж. При 800°, как видпо на рис. 172, изотермическое сечение также проходит через фазовые области с жидкой фазой. В равновесии с твердым раствором на основе меди находятся лишь фазы, встречающиеся в двойных системах Си—Si и Си—Sn. В тройной системе эти фазы, по-видимому, растворяют третьи элементы (соответственно олово пли кремний). Отмечается расширение области твердого раствора на основе меди при понижении температуры от 000 до 700° и затем некоторое сужение ее при 500°. На рис. 172 (З'-фаза — это Cu5Sn; (i-фаза — Cu5Si; 7"Фаза — системы Си—Sn; у*Фаза — системы Си—Si; б-фаза — системы Си—Sn; и-фаза — спстемьт Си—Si Литература 1. Осинцев О. Е., Нвурт О. С, Каусев В. С.— В сб.: Научные труды института «Гипроцветметобработ- ка», вып. 48. М., «Металлургия», 1975, с. 48—56. Медь — кремний — платина При исследовании взаимодействия SiPl с различными веществами установлено образование тройного соединения SiCiuPl [1]. Литература 1. Vigouroux E — С.г. Acad. sci. Paris, 1907, 145, 376— 378. Медь — кремний —[титан Диаграмма состояния Си—Si—Ti исследовалась с использованием различных экспериментальных методов (путем изучения микросктрук- туры, рентгеновским и др.) [1—4]. На рис. 173 представлено изотермическое сечение диаграммы при 800°, характеризующее фазовые равновесия в системе, имеющие место в твердом состоянии. Как следует из представленного изотермического сечения, в системе образуется два тройных соединения TiCuSi u TiCu0tlSiie. В равновесии с твердым раствором на основе меди, кроме фаз двойных систем Си—Si и Си—Ti, находятся фаза TibSi3 двойной системы Ti—Si и тройное соединение TiCuSi. Оба тройных соединения в системе образуются по пери- тектическим реакциям [2]. Разрез между соединениями Ti5Si3 и Ti2Cu является квазиби- 153
Nt Рис. 109. Проекции поверхностей ликвидуса диаграммы состояпия системы Си—Si—Ni [7] ьи z ц б в си г ч б fi Рис. 170. Изотермические сечения медного угла диаграммы состояпия системы Си—Si—Ni при 700 (а) и 800" С (б) [9]
1070 Си о\° 4 t/ / \ °°а\6 12/ \s / 16 / /г Г \ г/ / 77\ / f / ' 1 / / / / / / '{_/ Си Si ,£«•.% Si, Вес. °/о Рис. 171. Изотермы поверхности лшшидуса («) и ео- лпдуса (о) диаграммы состояния Си—Si—Sii Температура, СС: J — 900; 2 — 940; з - 1000; 4 — 1020; 5 — lClbO; 6 — 10G0; 7 — 1070 *rf /7 4 x fi x+j$ 0 z 4 f 7*-7 Г / **f^J~— Vr/ У 0 Рис. 172. Изотермические сечения диаграммы состояния системы Си—Si-Sn при 860 (а), 700 {о) н 500 С (в) нарным [3]. В сплавах этого разреза имеет место перитектическое превращение ж + + Ti5Si3 -*- Ti2Cu, которое протекает при 1000°. Состав перитектической точки ~15% Си. Область твердого раствора па основе фазы Ti5Si3 составляет около 3% [3]. В работе [4] построен ряд политермических сечений диаграммы в области, примыкающей к титановому углу. Соединение TiCuSi имеет кристаллическую решетку типа D^ — Pbnm с параметрами а = 7,130 А, Ь = 6,11)3 А; с = = 3,746 А [21. Соединение TiCu01Si1<e имеет кристаллическую решетку типа ZrSi2. Литература 1. Nickl J. /., Sprenger //.— Z. Metallkunde, 1969, 60, N 2, 136—139. 2. Sprenger H.— J. Ix>ss-Coinmon Metals, 1974, 34, N 1, 39—71. 3. Будберг П. В., Алисова С. П.— Докл. АН СССР, 1975, 224, № 1, 157—159. 4. Партова Т. Т., Зуйкова //. А.— Изв. АН СССР, Металлы, 1976, № 2, 218—221. Медь — кремний — фосфор Методами термического анализа построена поверхность ликвидуса диаграммы состояния Си—Si—Р [1], изотермы которой представлены на рис. 174. Эвтектическое превращение в двойной системе Си—Р переходит в тройной системе в моповариантное эвтектическое превращение. Высказывается предположение, что соединение Си3Р, участвующее в эвтектическом превращении, растворяет кремний. Температура эвтектического превращения при добавке кремния повышается с 714° для двойной системы Си-Р до 725° при 1% Si. 1. Lindlief W. E. 85—88. Литература Metals and Alloys, 1934, 4, N 6, Медь — кремний — хром При исследовании свойств сплавов системы Си—Si—Сг было установлено, что при введении ~0,5% Si в сплавы Си—Сг растворимость в твердом растворе оказывается такой же, как в двойной системе Си—Сг [1]. 155
Ti Ti5Si3 TizCu3 Рис. 173. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си Si—Ti ирн 800е С [2] Рис. 174. Проекция поверхностен ликвидуса диаграммы состоянии системы Си Si —P
Si Рис. 175. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Cu-Si-Cc при (500° (0-33% Се) и 400° (33-100°, Се) Литература 1. Corson M. С — Rev. metallurgie, 1930, 27, N 4, 194—213. Медь — кремний — церий Диаграмма состояния Си—Si—Се исследовалась рентгеновским и микроскопическим методом. Установлены фазовые равновесия в системе в твердом состоянии. На рис. 175 представлено изотермическое сечение диаграммы при 600° (для сплавов, содержащих 0—33% Се) и при 400° С (для сплавов, содержащих 33— 10096 Се). В системе образуется пять тройных соединений: CeCu2Si2, CeCuSi2, CeCulj6Sili4, —CeCuSi и Ce2CuSi3. Последние два соединения лежат на разрезе CeCu2—CeSi2 и имеют значительные области гомогенности; состав этих соединений с учетом их областей гомогенности: CeCulfl9-i,i Si0,81-0,9 и CeCii0)76-0t44 ^Ц,24-1,56- Соединение CeCu2Si2 имеет тетрагональную кристаллическую решетку типа ВаА14 (пространственная группа \\lmmm) с параметрами а 4,103 А, с = 9,986 А [1, 2]. Кристаллическая решетка остальных тройных соединений: CeCiii 6Si! 4 — тип CeNiSio(Cmcm) с параметрами а = 4,16 А, 6 = 17,21 А, с -4,17 А; CeOiSi2 — тип CeNiSio (Cmcm) с параметрами а = 4,12 А, Ъ = 1(5,48 А, с = 4,16 A; Ce2CuSi3— тип А1В2 (Рб/ттт) с параметрами а = 4,231 — 4,238 А, с = 3,989-4,030 A; CeCuSi — тип А1В., {PG/mmm) с параметрами а = 4,103— 4,070 А, с - 4,244-4,291 А [1, 3]. 157
Литература 1. Бодап О. И., Калычак Я. М.> Гладышевский Е. #.— Изв. АН СССР, Неорганические материалы, 1974, 10, № 3, 450—455. 2. Бодак О. И., Гладышевский Е. И., Крипяке- вич П. И.— Изв. ЛИ СССР, Неорганические материалы, 1966, 2, № 12, 2151—2155. 3. Raman A.— Naturwissenschaften, 1967, 54, 560— 561. Медь — кремний — цинк Диаграмма состояния Си—Si—Zn исследовалась с применением термического, микроскопического, рентгеновского и других методов анализа [1—11]. При исследовании фазовых равновесий в твердом состоянии отмечалась сложность фазового состава сплавов и протекание трехфазных и четырехфазных превращений в твердом состоянии, а также изменение температур превращений в двойных системах при добавлении третьего компонента. Б работе [7] установлено, что при добавлении цинка в сплавы Си—Si температура перитектоидпого превращения а + р ^ К понижается от 824 до 625°, а эвтектоидного — от 784 до 625°. В сплавах Си—Zn при добавлении Si температура эвтектоидной реакции 6^7 8 пе меняется. При 025° происходит реакция A' -f- (J ^ ^ а + у- 1'РИ понижении температуры до комнатной происходит реакция р ^± а + у. Ниже 510° происходят реакции, в которых участвуют у'- и е'-фазы. Согласно [51, температура распада (i-фазы в системе Си—Si понижается при добавлении 12% Zn до 530°. Превращение У —* у' Фаз системы Си—Zn в тройной системе происходит ниже 457° [91. Ряд превращений в твердом состоянии связан с полиморфными превращениями фазы ч\ (твердый раствор па основе соединения Cn,Si): i\ ^ ц\ х\' т^ т]" [8]. В работе [81 обнаружены четыре нонвариаптных превращения в твердом состоянии, в которых участвуют фазы t], ц' и ц". Эти превращения проходят по реакциям: е' -' ц ^± у -\- п/ (600'), Ч - У + Ч + Si (530е), е' Н-- Ч' ^ у 4- V (500 ) и у + V ^г," -' Si (480). Растворимость цинка и кремния в твердой меди определялась в работах [3, 4, 6, 10]. Результаты последней работы [10] представлены на рис. 176 в виде изотермических сечений диаграммы при температурах 847, 760, 600 и 482°. Литература 1. Guillet L.— Rev. metallurgie, 1006, 3, 191. 2. Carpenter H. С. Н.— J. Inst. Melals, 1912, 8. 66. 3. Vaders E.— J. Inst. Metals, 1930, 44, 363—380. 4. Could H. W., Ray K. W,— Metals and Alloys, 1930, 1, 455-457. 5. Masing CWallbaum H. J.— Z. Metallkunde, 1942, 34, N 4. 87—80. 6. Смирягин А. Л.— Веб. Специальные бронзы и латуни. М., Металл у ргиздат, 1945, с. 5—20. 7. Genjiro Mima, Masaharu Hasegawa. Technol. Repts Osaka Univ., 1957f 7, Oct., 385—397. 8. Genjiro Mima. Masaharu Hasegawa.— J. Japan Inst. Metals, 1959, 23, N to, 585—589. 9. Genjiro Mima, Masaharu Hasegawa.— J. Japan Inst. McUls, 1963, 27, N 8, 370—376. 10. Pops #.— Trans. Metalling. Sue. AIME, 1964, 230, N 4, 813—820. 11. Genjiro Mima, Masaharu Hasegawa. Technol. Repts Osaka Univ., 1964, 14, March. 623—633. Медь — кремний — цирконий Диаграмма состояния Си—Si—Zr исследовалась в работах [1, 21. В работе [1] с помощью термического анализа и изучения микроструктуры определяли строение диаграммы в области, примыкающей к медному углу системы, при содержании кремния и циркония до 4% каждого. В равновесии с медью, согласно дапным этой работы, в твердом состоянии находятся фазы двойных систем Си—Si и Си—Zr и соединение ZrfiSi5 двойной системы Zr—Si. Па рис. 177 представлены изотермические сечения диаграммы при 1000 и 700е, из которых видно, что при 1000° в равновесии с медным твердым раствором находится жидкая фаза. С понижением температуры растворимость циркония и кремния в твердом растворе на основе меди уменьшается. Согласно [1], в системе имеет место квазибинарный разрез Си—ZrGSi5. Температура эвтектического превращения на разрезе Си—ZrtiSi5 составляет 1045°, концентрация эвтектической точки — 5% ZrfiSi5, предельная растворимость в твердой меди — 0,7 вес. % ZvGSi5. В более поздней работе [2], которая была проведена с использованием микроскопического и рентгеновского методов, было установлено наличие в системе Си—Si—Zr большого числа соединений. Изотермическое сечение диаграммы состояния при 800° представлено на рис. 178. Согласно данным этой работы соединение Zr0Si5 в двойной системе Zv—Si не образуется. В равновесии с твердым раствором на основе меди, помимо фаз двойпьтх систем Си—Si и Си—Zr, находятся только тронные соединения ZrCuSi и Zr3Cu4Si4. Кристалличе- кая структура тройных соединений, образующихся в системе Си—Si—Zr, согласно работе [2]: ZrCuSi — пространственная группа D2^ — Pbnm, параметры а = 7,278 А, Ь — 6,506 А, с = 3,921 A; Zr3Cu4Si2 — пространственная группа D\h — Р62т, параметры а = 6,372 А, с= 3,890 A; Zr3Cn4Si4 — объемпоцеитрировап- ная орторомбическая решетка с параметрами а = 13,090 А, Ь = 6,393 А, с = 3,934 А; ZrlSi(Cu) — тип FcB с параметрами а = 3,763 А, Ъ = 9,944 А, с = 3,747 A; Zr2Cu3Si4 — тетрагональная решетка, параметры а = 3,739 А, 158
70 15 ^25 Sij am. % Рис. 176. Изотермические сечспип диаграммы состояния системы Си—Si—Zn при 847 (а), 760 (б), 600 («) и 482° (г) [10] 159
ж+сс *ZrfiSt5 Рис. 177. Изотермические сечения медного угла диаграммы состояния системы Си—Si—Zr при 1000 (а) и 700° С (б) ZrzCu5 Cu7Si / 20 Cu3Si Cu5Si Рис. 178. Изотермическое сеченне диаграммы состояния системы Си—Si—Zr при 800° С [2]
с = 28,20 A; ZrCuSi2 — тетрагональная решетка, параметры а = 3,724 А, с = 9,029 А; Zi\>CuSi4 — орторомбичсская решетка, параметры а -= 3,681 A, b = 3,704 А, с = 32,91 А. В части, прилегающей к циркониевому углу, система Си — Zr — Si в работе [2J изучена не была. Литература 1. Смирягин А. П., Квурт О. С.— В сб.: Металло- педепис и обработка цветных металлов и сплавов. ТрУДЫ Ии-та «Гипроцветметоиработка», вып. 24. М., «Металлургия», 1965, с. 26—37. 2. Sprenger II.— J. I .ess-Common Mela Is, 1974, 34, N 1, 39—71. Медь — литий — мышьяк В [IJ исследован фазовый состав сплавов системы Си—Li—As в области концентраций, примыкающей к соединениям LiaAs и Cu9i5As4. При 640° оба соединения имеют значительные по протяженности области гомогенности в тройной системе. Область гомогенности соединения Li3As продолжается до состава Li2CuAs. Фаза, соответствующая этой области гомогенности, имеет гексагональную кристаллическую решетку. Область гомогенности соединения Gu9f5As4 продолжается приблизительно вдоль прямой с отношением (Li -f- Си) : As = 9 : 4 до состава Li6Cu3As4. Кристаллическая решетка фазы этой области гомогенности соответствует Li6Cu3As4. При 610° кубическая фаза превращается в гексагональную с более узкой областью гомогенности. Приблизительно при 400° образуется еще одна гексагональная фаза, состав которой соответствует формуле Li2Cu2As. При комнатной температуре значительные области гомогенности в тройной системе отсутствуют. Исходящая из соединения Li3As высокотемпературная фаза оказывается распавшейся па изоморфные фазы Li3As и Li2CuAs. В области, которая соответствует при высоких температурах фазе, исходящей из соединения Cu9i5As4, присутствуют изоморфные фазы Li5t8Cu32As4 и Li3,4Cu57As4. Литература 1. Benda К. V., Juza Я.— Z. anorg. und allg. Chem., 1969, 371, N 3/4, 172—192. Медь — литий — цинк В системе Си—Li—Zn установлено тройное соединение с составом, близким к LiCu1?5Zn0 5 [1]. Соединение имеет кубическую решетку типа MgCu2 с параметром а = 7,10 А. Исследования проводили рентгеновским методом. Литература 1. Теслюк М. /О., Олексив 7\ И.— Доповщ! АН УРСР, 1965, № 10, 1329—1331. Медь — магний — мышьяк Установлено образование в системе Си — Mg—As тройного соединения MgCuAs [1]. Был выплавлен сплав, содержащий магний, медь и мышьяк в соотношении, соответствующем соединению MgCuAs. Микроструктура этого сплава свидетельствовала о том, что он в основном состоит из соединения. Кристаллы соединения при наблюдении их на микрошлифах имели голубой цвет. Проведено рентгенографическое исследование соединения MgCuAs, которое показало, что оно имеет тетрагональную кристаллическую решетку с параметрами а = 3,95 А, с = С,22 А, с/а = 1,58 [1]. Литература 1. Nowotny II., Sibert W.— Z. Metallkunde, 1941, 33, N 12, 391—394. Медь — магний — никель Диаграмма состояния Си—Mg—Ni исследовалась методами термического анализа, микроскопическим и рентгеновским методом [1—71. В системе не обнаружено каких-либо тройных соединений. В системе имеется квазибинарный разрез MgNi2—MgCu2. В работах [1, 3] принималось, что этот разрез характеризуется непрерывным рядом твердых растворов. Однако авторы [2, 4] делают вывод, что разрез MgNi2 — MgCu2 характеризуется наличием двухфазной области в твердом состоянии и протеканием перитектического превращения. Отсутствие непрерывного ряда твердых растворов на разрезе MgNi2—MgCu2 соответствует тому, что эти фазы имеют кристаллические решетки с различными элементами симметрии и не могут непрерывно переходить друг в друга. В работе [2] построен квазибипариый разрез MgNi2—MgCu2. Температура перитектического превращения определена равной 930°. Как со стороны соединения MgNi2, так и соединения MgCu2 имеют место широкие области твердых растворов, об образовании которых указывалось также в работе [5]. Согласно [2], растворимость MgNio в MgCu2 при температуре перитектического превращения — 44 вес. %, а при 700° — 38 вес. %; авторы работы [4J для 700° указывают более низкое значение растворимости MgNi2 в MgCu2 — 32 вес. %. На рис. 179 представлены проекции поверхностей ликвидуса диаграммы состояния по совокупности работ [1—4J. Характеристики имеющих место в системе нонвариаптных превращений указаны в табл. 41. Области первичной кристаллизации фаз: MgNi2 — пхРгщР&\ Щ — Mg e2Ee3; Mg2Cu — 1 \ Д do Иные системы 161
MgCuz Mg;to.% e2 60 Mg Таблица 41. Характеристики нониариаптных четырехфазиых лревращевии в системе Си—Mg—Ni sw Pi Pa P3 Тип реакции ж ^ Mg + Mg2Cu + Mg2Ni ж + MgCu2^ Mg2Cu + Mg2Ni ж + MgNi2 ^ MgCu2 + Mg2Ni ж + MgNi2 ^ a + MgCu2 Состав жидкой 1 фазы, вес.% Mg 67 41,5 Си 31,5 56 Ni 1,5 2,5 ecu Темп тура 480 540 -700 808 е2ЕРгех\ Mg2Ni~e^EP^^n^ MgCu2^€1ebP3n2P2\ а (тв. p-p Си — Ni) — Си ebPze^ Ni. Поверхность первичной кристаллизации магниевого твердого раствора обладает ясно выраженной синклинной складкой [3]. Рис. 179. Проекции поверхностей ликвидуса диаграммы состояния системы Си—Mg—Ni Рис. 180. системы Изотермический разрез диаграммы состояния Си—Mg—Ni при 475* С [4] li+NgNti MgCu2 iff MgzCu*MgGuz NgzCu Ng, /fee. % 00 \ 60 Mg+MgzCu 162
Фазовые равновесия в системе в твердом состоянии показывает изотермический разрез диаграммы при 475°, приведенный на рис. 180 [41. Согласно [7], в сплавах разреза MgNi2 — MgCu2 в области концентраций около 50 вес. % MgCu2 образуется фаза, которая имеет кристаллическую решетку, отличную от решетки фаз MgCu2 и MgNi2. Литература 1. Roster W.— Z. Metallkunde, 1951, 42, N 11, 326-327. 2. Lieser К. Н.у Witte H.— Z. Metallkunde, J952, 43, N 11, 396—401. 3. Михеева В. И., Бабаян Г. Г.— Докл. АН СССР, 1956, 108, № 6, 1086—1087. 4. Fehrenbach P. J.y Kerr H. W., Niessen P.— J. Mater. Sci., 1972, 7, N 10, 1168—1174. 5. Laves F., Lbhbrrg K. Nacbr. Ges. Wiss. Gottingen, 1934, 1, 59—66. 6. Komura Y., Mitarai M., Nakaue A., Ts"jimoto S.— Acta crystallogr., 1972, H28, N 3, 976—978. 7. Komura Y., Nakaue Л., Mitarai M.— Acta crystallogr., 1972, B28, N 3, 727—732. Медь — магний — олово Диаграмма состояния Си — Mg — Sn исследовалась микроскопическим, рентгеповским, термическим и другими методами анализа [1 — 7]. В системе установлено два тройных соедине- Sn / \ / 1 \ ния MgCuSn и MgCu4Sn. Соединение TVlgCuSn затвердевает при 615° и имеет кристаллическую решетку типа CaF2 с параметром а = 6,262 А [31. Соединение MgCu4Sn имеет температуру плавлепия 750° и кристаллическую решетку, которую можно рассматривать как сверхструк- ТУРУ кристаллической решетки соединения MgCu2. Параметр кристаллической решетки соединения MgCu4Sn a = 7,030 кХ [4, 71. Соединение MgCu4Sn и близкое ему по структуре соединение MgCu2 обладают существенными по протяженности областями гомогенности. Размеры этих областей при 400° представлепы па рис. 181. При исследовании диаграммы состояния строилось несколько политермических разрезов. Так в наиболее ранней работе был построен Рис. 181. Области гомогенности медного твердого раствора и соединений MgCu4Sn и MgCu2 при 400 С [7] Рис. 182. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—Mg—Sn при комнатной температуре [5]
разрез Си — Mg2Sn до —2596 Mg2Sn. При построении принималось, что разрез квазибинарный. Было установлено, что в сплавах разреза имеет место эвтектическое превращение при 690°, эвтектическая точка лежит — 22 % Mg2Sn. Установлена также ограниченная растворимость Mg2Sn в твердой меди, уменьшающаяся с понижением температуры — от ~ 7 % при температуре эвтектики до —1,3% при 400°. В работе [5] были построены политермические разрезы Си — MgCuSn, MgCu2 — Mg2Sn и Mg2Cu — Mg2Sn. Согласно данным этой работы разрез Си — MgCuSn квазибипарный, причем со стороны меди в сплавах этого разреза образуется эвтектика а 4- MgCu4Sn при 720° с эвтектической точкой около 76,5 ат. % Си. Квазибипарным является также разрез Mg2Cu — Mg2Sn, а разрез MgCu2 — Mg2Sn не является квазибипарным и проходит через области существования фазы Mg2Cu. Разрез Mg2Cu — Mg2Sn является простим эвтектическим с температурой эвтектического превращения при — 525° и эвтектической точкой при — 7,5 ат. % Sn. На рис. 182 представлено изотермическое сечепие диаграммы состоянии при комнатной температуре. Можно видеть, что в равновесии с твердым раствором на основе меди находятся фазы: е системы Си — Sn, MgCu4Sn (Л2) и MgCu2 (Л2). Фаза Mg2Sn в равновесии с твердым раствором па основе меди не находится. Литература 1. Dahl О. Wiss. Veroffentl. Siemens—Konzern. 1927,6, 222—234. 2. Venturello G., Fornaseri M.— Metallurgia ital., 1937, 29, 213—221. 3. Крипякевич П. If., Гладышевский E. И., Черка- шин Е. Е — Докл. АН СССР, 1950, 75, № 2, 205— 207. 4. Гладышевский Е. И.у Крипякевич Л. //., Тес- люк М. /О.— Докл. АН СССР, 1952, 85, № 1, 81 — 84; 1952, 85, № 4, 516. 5. Теслюк М. /О., 36. рабгг асшравдив Льв1вськ. ун-та. Природн. н., Льв1в, 1963, с. 5—10. 6. Теслюк М. Ю.у 36. рабгг acnipaHTiB Лыивськ. ун-та. Природн. н., Льв1в, 1963, с. 11—14. 7. Черкашин Е. Е., Гладышевский Е. /f., Теслюк М. /О.— Изв. Сектора физ.-химич. анализа ИОНХ АН СССР, 1956, 27, 212—216. Медь — магний — серебро Согласно [1], в работе [2] с использованием рентгеновского метода были определены фазовые области в системе Си — Mg — Ag при комнатной температуре (после медленного охлаждения). Литература 1. Metallurg. Abstracts, 1945, 12, N 10, 319. 2. Guertler W., Rassmann G.— Metallwirtschaft, 1943, 22, N 3/4, 34—42. Медь — магний — сурьма Исследование диаграммы состояния Си — Mg — Sb было проведено с использованием термического анализа, микроскопическим и рентгеновским методом [1—3J. В системе установлено одно тройное соединение MgCuSb, обозначенное Т. Соединение Т плавится кон- груентно при 930° [1] и имеет кристаллическую решетку плавикового шпата с параметром а = С,152 Л. В системе имеются следующие квазибипарные разрезы: Mg2Cu — Mg3Sb.>, MgCu2 —Mg3Sb2, Cu — Mg3Sb2, Cu-7\ T— Sb, T — Mg3Sb2. Разрез p — T может рассматриваться квазибинарным только при температурах выше 420°. При температуре 420° (3-фаза системе Си — Sb эвтектоидно распадается на фазы е и Cu2Sb. Фаза Cu,Sb плавится инкон- груентно. В связи с этим разрез Cu2Sb — Т не является квазибинарным. На рис. 183 представлены проекции поверхностей ликвидуса диаграммы состояния [3]. Поля первичной кристаллизации фаз: а (тв. р-р па основе Си) — Си e1E6el^E7e8Elel; (3 —е^&Рп; Cu2Sb — nPE2e^\ Sb — e2E2el0E3e3 Sb; Т — Е^РЕ^е^Е^е^е^ Mg3Sb2 — e3E3enE7e1AEG Еье12Е^; Mg — Mg e4£>5; Mg2Cu — е5Е^е12Еъе6\ MgCu2 — е^ЕсьЕ^. Характеристики нонвариантных превращений с жидкой фазой, имеющих место в системе, за исключением превращений, происходящих в двойных системах Си — Mg, Си — Sb и Mg — Sb, указаны в табл. 42. Наряду с нонвариаптными превращениями при участии жидкой фазы, в системе имеют Таблица 42. Характеристики попварнаптных превращений в системе Си—Mg—Sb с участием ж и/(кой фнзы W 1 ей К в* Крити точка Е* Е, Еъ Е* Е, Р *8 Ч ^10 е12 «13 ^14 Реакция ж ^ а + Т + р ж ^ Sb + Cu2Sb + Т *cjSSb + T-|-Mp,Sb* ж ^ Mg + Mg2Cu -{- Mg3Sb2 ж ^t Mg2Cu -f MgCu2 + + Mg3Sb2 ж ^ а + Mg3Sb2 + M*rCu2 ж ^ а + T + Mg3Sb/ ж + Р^Си^Ь + Г ж^а + 71 ж^а + 71 \ж ^ Р + Т ж z± Sb 4- Т ж ^ MggCu + Mg3Sb2 ж ^ MgCu2 4- Mg3Sb2 ж^а4-1^38Ь2 Температура, °G 610 510 560 470 540 685 6<J5 -560 720 730 630 570 555 720 720 Состав жидкой фазы, вес% Sb 31 75,5 94 6 2 14 20 57 20,7 23 !51 93 10 20 Си 67,5 24 3 29 64 76,5 74,5 38 75 72 43 5 73 74 Mg 1,5 0,5 3 65 34 9,5 5,5 5 4,3 5 G 2 17 6 i Я н ° ей Ь [3[ |3[ [3] 13] [3] |3| [31 13] [3| [1] [3] [31 |3| [3] [31 164
место ионвариантпые превращения, в которых участвуют только твердые фазы. Это — эвтек- тоидное превращение р ^± Т + Cu2Sb -\- £• Указанное превращение протекает при — 400°, состав р-фазы — 41,7% Sb, 58% Си, 0,3% Mg. Следующее нонвариантное превращение в твердом состоянии р + a ^1 T -+- е; оно предшествует вышеупомянутому эвтектоидпому превращению, протекает при несколько более высокой температуре и составе р-фазы — 38% Sb, 61% Си, 1% Mg. Па рис. 184 представлено изотермическое сечение диаграммы состояния при комнатной температуре [31. Следует отметить, что магний и сурьма заметно растворимы в твердой меди. В равновесии с твердым раствором на основе меди находятся фазы е (двойной системы Си — Sb), T (MgCuSb), Mg3Sb2 и MgCu2. Литература W,— Z. Metallkunde, 1941, 33, W.— Z. Metallkundc, 1941, 1. Scheil E., Sibert № 12, 389—391. 2. Nowoiny II., Sibert 33, N 12, 391-394. 3. Dobbener tf., Vogd Я.— Z N 7, 412-416. Metallkundc, 1959, 50, Рис. 183. Проекция поверхностей ликвидуса диаграммы состояния системы Си—Mg—Sb Рис. 184. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—Mg—Sb при 20° С Z0 6 40 CujSb 5b, вес. % М SO Sb 165
Медь — магнии — титан Результаты исследования диаграммы состояния Си — Mg — Ti со стороны меди представлены в работе [I]. Исследование проводилось путем изучения микроструктуры сплавов и, по- видимому, путем использования термического анализа. На рис. 185 приведены проекции линий моновариаитных превращений и линий максимальной растворимости титана и магния в твердой меди (ахаа2). Па рис. 18С приведено изотермическое сечение диаграммы при 700°. В твердом состоянии в равновесии с твердым раствором на основе меди (а) находятся только фазы, прилегающих двойных систем: Ti2Cu7 и MgCiio. При кристаллизации в системе имеет место поивариантное псритектическое превращение ж -\- Ti2Cu7 £± a -f- MgCu2, которое протекает при 780°. Точка Р на рис. 185 соответствует составу жидкой фазы, участвующей в этом превращении. На рис, 185 обозначен также четырехугольник, ограничивающий составы, в которых происходит указанное псритектическое превращение. Титан и магний увеличивают растворимость друг друга в твердой меди. Литература 1. Zwicker £/., Kalsrh E., Nischimura Т., Oil DM Sell* storfer Я.— Metall, 1966, 20, N 12, 1252-1255. Медь — магний — цинк Диаграмма состояния Си — Mg — Zn исследовалась в работах [1—9] методами термического, микроскопического и рентгеновского анализов. Двойные системы Си — Mg, Си — Zn и Mg — Zn, прилегающие к тройной системе Си — Mg — Zn, характеризуются образованием большого числа конгруептно и инкоигруентно плавящихся соединений. В тройной системе образуется два тройных соединепия. Соединение MgCuZn (T) дает на диаграмме открытый максимум. Опо плавится при 819° [4]. Согласно [5], температура плавления этого соединения — около 840°. Соединение MgCuZn (T) дает непрерывный ряд твердых растворов с соединением MgCu2 двойной системы Си — Mg. Соединение V имеет, согласно [41, состав Mg2CuZn4. Это соединение образуется по перитектической реакции при 720°. На рис. 187 представлены проекции поверхностей ликвидуса диаграммы, согласно [4], перестроенные в вес. %. Для диаграммы характерно большое поле кристаллизации фазы Г, магниевого твердого раствора и фазы Mg2Cu. Поля первичной кристаллизации остальных фаз: V — Р^п9Р6Ръп10; а (тв. р-р на основе меди) — Си еьЕ2п8; р — п8Е2€6Р11п1\ у — ЩР\\Р 10^61 ° П%Р 10* 9*8^5» е ^5*8* 7^4» тв- р-р на основе цинка — щР7е^ Zn; MgZn5 — е4Р7Р8Р6Р6Ръп3; MgZn2 (т)) — п3Ръп10Р^Р3п2; MgZn — щР^Р^е^ и X — е3Р2п1л Согласно (41, поверхности ликвидуса обладают сложным очертанием. Поле фазы Т имеет седлообразный перегиб по линии, соединяющей точки состава соединений MgCuZn и MgCu2. Имеются складки, отвечающие разрезам, которые фаза Т дает с другими соединениями и компонентами. Разрезы Mg — Г, Mg2Cu — Г, MgCu2 — Т являются квазибинарными. В системе имеют место трипадцать попвари- антных четырехфазных превращений: два эвтектических и одиннадцать перитектических. Кроме того, имеют место пять ионвариантпых трехфазных превращений (не считая происходящих в двойных системах) — три эвтектических и два перитектических. Характеристики нои- вариантных превращений указаны в табл. 43. На рис. 188 представлен политермический разрез, проходящий через соединение Т : : MgCu2 — MgZn2 [4J. В части MgCu2 — Т этот разрез квазибинарный, а в части Т — MgZn2 — не квазибинарный. В работе [5] разрез MgCu2 — — MgZn2 рассматривался как квазибинарный, причем в части Т — MgZn2 этого разреза протекает два перитектических превращения: ж + Т ^± ^± фаза типа MgNi2 (при 716°) и ж + фаза тина MgNi2 ц? MgZn2 (при 000°). Поскольку в работе [5] строился только один разрез, соединяющий фазы Лавеса MgCu2 — MgZn2, результаты работы [4] заслуживают предпочтения. Пределы области твердого раствора MgCu2 — Г по данным [5] оказались близкими к определенным в работе [4]: около 70 вес. % MgZn2 при 716° и 62 вес. % MgZn при 500°. Таблица 43. Нонвариаптиые превращепня в системе Си—Mg—Zn [4] к w нкж р,о tr Ех Л* Pi г* Pa Р* Рь Р* Pi Р* Р* Рго рп пв е1 е& *9 л го Реакция ж ^ Mg + Mg2Cu + Т ж ^ Т + а + р ж + Т ^ Mir + м^п ж + Mg ^ X + MirZn ж + MgZn2 z± Г ~f~ MgZn ж + V z± Г+ M«*Zu2 ж + V^ MgZn2 -J- Ыц2пь mc+Tt*V + MgZn5 |^ + e^MirZn5 + Zn 1 ж + 6 j± Mi»Zn5 + e \ж + T z± MgZn5 + 6 \ж + у^Т +o ж+р^Г+6 ж j± Mg2Cu + Т \ж^Щ4~Т \ж х± 7 + р \ж + Т^У \ж -j- V ^± MgZn2 Состав жилкой 1 фалы, вес% Mg 57,7 5,8 44,2 46,0 43,0 21,7 6,5 6,7 2,6 3,5 3,8 I 3,7 5,3 39,3 50,1 5,1 13 15,4 Си 25,7 52,0 6,8 3,1 2,7 1.3 1,1 2,6 3,5 8,3 10,2 15,8 29,4 155,5 20,2 46,7 15,5 1,6 Zn 16,6 42,2 49,0 50,9 54,3 77 92,4 90,7 93,9 88,2 86,0 |80,5 65,3 5,2 20,7 48,2 71,5 83 н >. 450 698 390 345 425 550 390 540 407 500 1 532 610 685 550 457,5 712,5 720 610 166
20 Ti2Cu7 30 Ti} am.°fo a*MgCu2 Ti7Cu- zuu7 Tij am.°/o Рис. 185. Проекции линий моновариантных прсвраще- Рис. 186. Изотермическое сечение диаграммы состоянии и линии максимальной растворимости титана и Ния системы Си—Mg—Ti при 700° С магния в твердой меди \агаа^ на диаграмме состояния системы Си—Mg—Ti pUCe is7e Проекции поверхностей ликвидуса диаграммы состояния системы Си— Mg—Zn [4] MgCug 40 MgzCu 60 Щ
MgCu2 20 40 60 80 MgZnz Щ1\\г16ес°/о Рис. 188. Политермпчеекий разрез MgCu2— MgZn2 [4] В работе [7) область твердых растворов MgCu2 — Т на диаграмме состояния подробно исследовалась рентгенографически. Авторами работы [8] на разрезе MgCiu — MgZn2, помимо вышеуказанной фазы с решеткой типа MgNi2, обнаруженной в [5], была найдена гексагональная фаза, соответствующая составу MgCu0lUZnli89 {а = 5,184 А, с = 38,08 А). Литература 1. Lares F., Lohberg X.— Nachr. Ges. Wiss. Gottingcn, 1934, 1, 59—66. 2. Roster W.— Z. Metallkundc, 1948, 39, N 11,352— 359. 3. Muxeeea B. #., Крюкова О. Н,— Изв. Сектора физ.- химич. анализа ИОНХ, АН СССГ, 1949, 19, 126— 133. 4. Михеева В. II., Крюкова О. II. Изв. Сектора физ.- химич. анализа ИОНХ АН СССР, 1950, 20, 76—93. 5. Lieser К. II., Witte Я.— Z. Mctallkunde, 1952, 20, 76—93. 6. Гладышевский Е. #., Черкашин Е. Е.— ЖНХ, 1956, 1, № 6, 1394—1401. 7. Гладышевский Е. /f., Крипякевич П. И.— Изв. Сектора физ.- химич. анализа ИОНХ АН СССР, 1956, 27, 209—211. 8. Крип'якевич П. /., Меельник Е. Б.— Доповцц АН УРСР, сер!я А., 1971, № 11, 1046—1048. 9. Котпига У., Mitarai M., Nakaue Л., Tsujimoto S.— Acta crystallogr., 1972, 1*28, N 3, 976—978. Медь — марганец — никель Диаграмма состояния Си — Mn — Ni исследовалась с использованием термического анализа, микроскопического, рентгеновского и других методов исследования [1—7]. При высоких температурах медь, марганец и никель, в соответствии со строением двойных диаграмм Си — Ni, Си — Мп и Мп — Ni, образуют почти непрерывный ряд твердых растворов с гране- центрированной кубической кристаллической решеткой. Область твердых растворов с грапе- центрированной кубической решеткой оканчивается вблизи марганцевого угла диаграммы состояния и, согласно [4], отделена от области твердого раствора меди и никеля в у-Мп, имеющем граиецентрированную тетрагональную решетку, узкой двухфазной областью. Обе фазы — твердый раствор меди, никеля и марганца с ГЦК решеткой и твердый раствор на основе y-Mii с тетрагональной решеткой — под микроскопом неразличимы вследствие того, что одинаково травятся. Эти фазы различаются лишь при рентгенографическом исследовании. При 1000° двухфазная область, разделяющая однофазные области твердых растворов с кубической и тетрагональной гране центрированными решетками, проходит при 13—18% Мп [4). На рис. 189 представлены построенные в наиболее ранней работе [1] изотермы поверхностей ликвидуса и солидуса диаграммы состояния Си — Мп — Ni. Хотя в этой работе был сделан вывод о наличии в системе непрерывного ряда твердых растворов, тем не менее представленные результаты в основном, очевидно, правильно изображают ход поверхностей. Для обеих поверхностей характерно наличие прогиба, который соответствует минимумам линий ликвидуса и солидуса в двойных системах Си — Мп и Мп — Ni. Изменение свойств сплавов при термообработке и проведенные в связи с этим исследования структуры показали, что твердый раствор с ГЦК решеткой при низких температурах распадается с образованием фазы MnNi, представляющей собой упорядоченный твердый раствор с гранецентрированиой тетрагональной решеткой. Па рис. 190 представлено изотермическое сечение диаграммы при 450 С [5]. С повышением температуры двухфазная область а + 0' (где а — твердый раствор меди, никеля и марганца с ГЦК решеткой, а 0' — фаза на основе соединения MnNi) сужается и исчезает. В соответствии с полиморфными превращениями марганца в твердом состоянии в системе при высоких содержаниях марганца имеются также фазовые области, в которых в равновесии с твердым раствором с ГЦК решеткой присутствуют фазы па основе а и fi-Mn. Литература 1. Parravano N.— Intern. Z. Metallogr., 1913, 4, 171 — 202. 2. Averbach В. L.— Metals and Alloys, 1941, 13, N 6, 730—733; 14, N 1, 47—51. 3. Samans C. #., В ray ton С. С, Drak<> II. L., Litchfield L.—Trans. ASM, 1949, 41, 9G1—984. 4. Zwicker U.~ Z. Molallkunilo, 1951, 42, N 11, 331 — 335. 168
5. Чжап-Бао-чап. Изп. вузов. Цветная металлургия, 1958, № 5, 107—115. 6. Schurmann Е., Prinz В.— Z. Metallkunde, 1974, 65, N 8, 535—539. 7. Schurmann E., Prinz В.— Z. Metallkunde, 1974, 65, N 9, 593—598. Медь — марганец — олово Диаграмма состояния Си — Мп — Sn исследовалась с использованием микроскопического, рентгеновского и других методов исследования [1—9J. В области составов порядка 5—30 ат. % Sn и 10—40 ат. °о Мп в системе имеется широкая область р-фазы, которая образует с Р-фазой системы Си — Sn непрерывный ряд твердых растворов [3]. Фаза р стабильна лишь при высоких температурах, однако может быть зафиксирована путем закалки; она имеет ОЦК кристаллическую решетку с упорядоченным расположением атомов, отвечающим соединению MnCu2Sn. Согласно [3J, упорядоченная структура в р-фазе, по-видимому, устойчива вплоть до температуры плавления; во всяком случае при 630 на рентгенограммах наблюдались линии сверхструктуры. При понижении температуры р-фаза распадается. При этом, согласпо наиболее поздней работе [81, образуется соединение MnCu4Sn, которое имеет кубическую кристаллическую решетку. Согласно [61, р-фаза эвтектоидно распадается на а- и 6'- фазы. Фаза 6' при наблюдении микрошлифов похожа па р-фазу системы Си — Sn, по, по- видимому, имеет гексагональную решетку. Температура звтектоидного распада Р-фазы на а- и б'-фазы изменяется с изменением содержания Рие- 189. Изотермы поверхностей ликвидуса (сплошные линии) и еолидуса (штриховые линии) системы Си— Ni-Mn Рнс. 190. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—Мп—Ni при 450° С Рнс. 191. Изотермические сечения диаграммы состояния системы Си—Мп—Sn при 350 (а), 450 (6), 550 (в) и 650° С (г) [51 4? Ж 189 20 30 mjec°/o 190 <х + 6 20 Си 10 191 169
марганца [61: для сплавов без Мп она составляет 520°, а с увеличением содержания Мп вначале увеличивается, достигая максимального значения ~610° при 13 % Mnf и затем снижается до 550° при 20% Мп. В работе [4] делается вывод, что при распаде р-фазы образуется соединение с формулой Mn4Cu8Sn, имеющее ГЦК решетку. Указывается также на образование в этой области концентраций соединения состава MnCu5Sn2 [2, 51. На рис. 191 представлены изотермические сечения диаграммы в области медного угла при 350—650°, согласно данным работы [51. Рис. 192. Границы области несмешиваемости в системе Си—Mn~S В равновесии с твердым раствором на основе меди (а) находятся в зависимости от температуры фазы Р, Y» е и©- Фазы у и е образуются в системе Си — Sn, а 0-фаза — при распаде р- фазы. Согласно [61, в равновесии с твердым раствором на основе меди паходятся лишь фазы р и 6', представляющая собой продукт распада р-фазы. Параметры решетки соединений: MnCu2Sn — 6,1608 А [31, 6,176 А [81, 6,161 А [41; MnCu4Sn - 6,982 А [81,6,988 А [91; Mn4Cu8Sn- 6,9658 А [41. Литература 1. Heusler f.— Z. anorg. Ckcin., 1914, 88, 185. 2. Verb /.— Mitt, berghuttenmann. Abt. ungar Hoch- schule Berg-Forstwes., Sopron, 1933, 5, 128—155. 3. Carapella L. /., llultgren R. #.— Trans. AIMME, 1942, 147, 232-242. 4. Valentiner S.— Z. Metalikunde, 1953, 44, N 2, 59— 64. 5. Funk C. W.y Rowland J. A.~ 1. Metals, 1953, 5, N 5 723. 725. 6. Blade J. C, Cuthbertson J. W.— J. Inst. Metals, 1953, 82, N 1, 17-24. 7. Taglung P., Asch G.— С. г. Acad. sci. Paris, 1954, 238 2500 -2502. 8. Meyers M. A., Rund C. O., Barrett C. S.— J. Appl. Crystallogr., 1973, 6, N 1, 39—41. 9. Гладышевский Е. #., Крипякевич П. Jf., Тес- люк M. Ю., Заречнюк О. С, Кузьма Ю. В.— Кристаллография, 1961, 6, 267—268. Медь — марганец — сера В работе [1] методами термического анализа и исследования микроструктуры семи сплавов было изучено строение диаграммы состояния Си—Мп—S до соединений CuS и MnS. В изученной области концентраций образуются лишь фазы, встречающиеся в соответствующих двойных системах: твердый раствор меди с марганцем (a), MnS, Cu2S, CuS. В равновесии с твердым раствором на основе меди находятся фазы Cu2S и MnS. В системе имеет место область несмешиваемости в жидком состоянии, границы которой указаны ла рис. 192. На стороне Си—S границы этой области соответствуют 2 и 17% S. Литература 1. Meissner К, L.— Forschungsarb. Metalikunde, 1922, N 4, 1—46. Медь — марганец — серебро Диаграмма состояния Си—Мп—Ag исследовалась с применением методов термического анализа и изучения микроструктуры сплавов [11. Для системы характерно наличие области несмешиваемости в жидком состоянии, которая связана с несмешиваемостью в двойной системе Ag—Мп. При увеличении содержания меди область несмешиваемости в жидком состоянии сужается, и при концентрации меди несколько более 30% расслаивание в жидкой фазе отсутствует. Двойных и тронных соединений в системе не образуется. В системе имеет место одно моновариантное трехфазное превращение. В это превращение переходит перитектическое превращение в двойной системе Ag—Мп и эвтектическое превращение в двойной системе Си—Ag. Вследствие этого можно предполагать, что в области, примыкающей к Ag—Мп стороне тройной системы, мои вариантное превращение является перитектическим, а в области, примыкающей к Си — Ag стороне,— эвтектическим. В системе образуются ограниченные твердые растворы: на основе Си — Мп (при этом принимается, что медь и марганец в твердом состоянии неограниченно растворимы друг в друге) и на основе серебра. Построенная в работе [1] диаграмма представлена на рис. 193. Область несмешиваемости в жидком состоянии ограничена линией т^Кт*. Температура монотектического превращения в 170
двойной системе Ag—Mn—1210°. Липия моновариантного превращения — пе (п и е — перитектическая и эвтектическая точки в двойных системах). Температура перитектическо- го превращения (в системе Ag—Mn) — 980°, температура эвтектического превращения (в системе Си — Ag) — 779°. Линия пе делит поверхность ликвидуса на части, соответствующие выделению первичных кристаллов на основе Си—Мп и на основе серебра. Линии ахЬг и схс2 ограничивают соответственно области твердых растворов на основе Си — Мп и серебра при 700°. Полученные [1] результаты указывали на то, что с понижением температуры должны уменьшаться области твердых растворов. Литература 1. Keinert M.^ Z. pays. Chem., 1931, Abt. A, 156, N4, 291-303. Медь — марганец — сурьма В системе Си—Mn—Sb с использованием микроскопического и рентгеновского методов установлено образование тройного соединения MnCuSb [1, 2]. Соединение MnCuSb имеет кристаллическую решетку плавикового шпата (С7-тип) с параметром 6,054 кХ. Литература 1. Nowotny Я., Glatzl В.— Monatsli. Chemic, 1952, 83, N 1, 237—241. 2. Castelliz L.— Monatsh. Chemie, 1952, 83, N 6, 1314— 1317. Медь — марганец — углерод Установлено [1], что растворимость углерода в сплавах меди с марганцем увеличивается с повышением содержания марганца; при темпе- Си а1 Ад j бес, °/о 7оС $ 5 Ц 6 2 1 ! "Г' £ -«о ^ I у у < Си / т —i ■ > г J /~ 1262у i i i 2 3 V 5 У Ш./7ес°/о ^г ^t00^^oooQ —' ' ] / J / \ 11265° п j i I Си 20 40 60 во Мп Мп ,№<-.% Рис. 193. Проекции ликвидуса диаграммы состояния системы Си—Mn—Ag Рис. 194. Растворимость углерода в сплавах Си—Мп в расплавленном состоянии при 1000, 1262 и 1265° С Рис. 195. Изотермические сечения диаграммы состояния Си—Ми—Се при 800 (а) и 20° С (6) Mnf 8ес%
ратурах 1262—1205° от 0,013% для сплава с 1 вес. % Мп до 6,75% для чистого Мп. Изменение растворимости углерода в расплавленных сплавах Си—Мп в зависимости от состава показано на рис. 194. Согласно [2], в системе Си—Мп—С в твердом состоянии образуются лишь карбиды марганца: Мп4,82С, Мп3С, Мп2>76С. Эти карбиды находятся в равновесии с твердым раствором Си—Мп с ГЦК решеткой при 800°. Литература 1. Anderson J. Л., Bever M. В.— Trans. АШМЕ, 1947, 171, 119—129. 2. Schmahl N. G.— Z. anorg. und allg. Che т., 1951, 266, N 1-3, 1—29. Медь — марганец — фосфор Рентгеновским методом исследовали фазовый состав в твердом состоянии сплавов, лежащих на разрезах с постоянным содержанием фосфора: 25 и 33 ат. % [1]. Первый разрез проходил через соединения Мп3Р и Сп3Р. При исследовании сплавов этого разреза было установлено, что соединения Мп3Р и Си3Р характеризуются отсутствием заметной растворимости в них третьего компонента. Образец, содержащий 25 мол.% Мп3Р, содержал тройное соединение, состав которого не был определен. Соединение имело гексагональную кристаллическую решетку. При исследовании второго разреза, который проходил через соединение Мп2Р и двойной сплав системы Си—Р, отвечающий формуле Си2Р, было установлено, что фосфид Мп2Р может растворять значительное количество меди. В пересчете на состав фиктивного соединения Си2Р величина растворимости составила около 20 мол.%. Литература 1. Nowotny Я., Henglein E.— Monatsli. Chem., 1948, 79, N 5, 385—393. Медь — марганец — церий В работе [1] микроскопическим методом определялась совместная растворимость марганца и церия в твердой меди при 800 и 20° и границы фазовых областей в медном углу системы Си — Мп — Се при этих температурах. Результаты исследования представлены на рис. 195. Согласно полученным данным в равновесии с твердым раствором на основе меди находятся марганцовистая фаза и СеСи6. С понижением температуры растворимость марганца и церия в твердой меди снижается. Литература 1. Лысова Е. В., Корольков А. М.— В кн.: Общие закономерности в строении диаграмм состояния металлических систем. М., «Наука», 1973, с. 163—173. Медь — марганец — цинк Диаграмма состояния Си—Мп—Zn исследовалась методами термического анализа, микроскопическим, рентгеновским и путем изучения свойств сплавов ]1—12J. Согласно последней работе [12], в системе образуется тройное соединение Г, имеющее состав (в вес.%): около 30% Мп, 35% Си, 35% Zn. Соединение имеет кубическую кристаллическую решетку с параметром а = 6,979 А. Образование соединения происходит в результате фазовых превращений в твердом состоянии. Температура распада соединения при нагреве 502°. На образование тройного соединения в центральной части системы указывалось также в работах [0, 9]. Это соединение было обозначено £, однако состав его установлен не был. Согласно [9], фаза £ появляется в сплавах полптермического разреза с постоянным содержанием (30% Си при температурах ниже 400—000° и концентрациях марганца порядка 3—38%. По данным [9] фаза £ имеет гранецентрироваиную кубическую ре тетку с параметром а = 0,90—6,99 А. Наиболее подробно превращения в твердом состоянии были изучены в работе [12]. На рис. 196 представлены проекции поверхности лпквидуса, которые были построены в этой работе. Области кристаллизации первичных кристаллов фаз указаны на рисунке. Вблизи цинкового угла системы следует также предполагать область первичной кристаллизации фазы т\ — твердого раствора на основе цинка. Нонвариантные четырехфазные превращения, происходящие при кристаллизации сплавов Си—Мп—Zn, указаны в табл. 44. Таблица 44. Поп вариантные четырехфазные превращения в системе Си—Мп—Zn Критическая точка, отвечающая составу жидкости Pi Р* Рз Ра Превращение в твердом состоянии То же » Реакция ж + а ^ р + ре ж + р^ре+Т ж + Ре z* г + у ж ; у ^ е + ft ре^а + р+Г Pe-P+V^^ ffotty+г+Т Температура , °С 799 786 713 С82 490 473 477 172
В работах [4, 5] в системе установлено четырехфазное нонвариантное превращение ж + Y ^ е + 6* которое протекает при 010°. Согласно [7, 81, между гексагональной фазой е системы Zn—Мп (с — 30 ат. % Zn) и гексагональной фазой е системы Си — Zn существует непрерывный ряд тройных твердых растворов. В работе [10] принимается образованно непрерывного ряда твердых растворов также между фазами р систем Zn—Мп и Си—Zn и фазы а (твердый раствор на основе меди) с твердым раствором на основе 7мп- Построенные в [10] изотермические сечения диаграммы состояния Си — Мп — Zn представлены на рис. 197. Непрерывный ряд твердых растворов Р и осей — Ymih согласно [10], имеет место лишь при достаточно высоких температурах. При понижении температуры области твердых растворов р и оси — YM" перестают быть непрерывными. Согласно [12], р-фазы систем Zn — Мп и Си—Zn не образуют непрерывных твердых растворов. Кроме того, в структуре сплавов может присутствовать тройное соединение Ту о котором говорилось выше. В твердом состоянии в системе имеют место четырехфазиые ноива- риантные превращения, характеристики которых указаны в табл. 44. Фаза Р в системе Zn — Мп в этой таблице (а также на рис. 196) обозначена р0. Марганец приводит к понижению температуры упорядочения Р ^± Р' с 466° в двойном 40 m,ffec.°/o Рис- 196. Проекции поверхностей ликвидуса диаграммы состояния системы Си—Мп—Zn [12] Рис. 197. Изотермические сечения диаграммы состояния системы Си—Мп—Zn при температурах 815, 704, 648 и 593° С [10] Р + У №° р+щ е 20 I/O Мх\,вес.0/о
сплаве Си—48,7% Zn до 402° в точке максимальной растворимости Мп в тройном твердом растворе Р'. Литература 1. Grullet L.— Rev. metallurgie, 1905, 2, 105; 1906, 3, 174. 2. Carpenter Я. С. Я.— J. Inst. Metals, 1912, 8, 68. 3. Ileike W., Ledebur K.— Z. Metallkunde, 1924, 16, N 10, 380—381. 4. Heusler 0.— Z. anorg. und allg. Chemie, 1927, 159, N 1/2, 37-54. 5. Heusler O.— Z. Metallkunde, 1928, 20, N 1, 33—35. 6. Bauer 0., Hansen М.— Ъ. Metallkunde, 1933, 25, N 1, 17—22. 7. Moeller K.— Naturwissenschaften, 1939, 27, N 11, 176. 8. Moeller Я.— Z. Metallkunde, 1943, 35, N 1, 27— 28. 9. Dean B. £., Long J. Я., Graham Т. В., Feus- tel B. G.— Trans. AIMME, 1946, 166, 185—196. 10. Graham T. J?., Long J. В., Armantrout C. £., Bo- berson А. Я.— J. Metals, 1949, 1, N 10, 675—682. 11. Haworth J. Я., Ыите-Bothery W.— Philos. Mag., 1952, 43, N 341, 613—631. 12. Watanabe Hisafuji, Kono Norio, Gonda Mineo.— J. Japan Inst. Metals, 1972, 36, N 4, 297—305. Медь — марганец — цирконии В работе [1] микроскопическим методом и измерением электросопротивления построены изотермические сечения при 800 и 20° диаграммы состояния Си—Мп—Zr в области, примыкающей к медному углу. Сечения представлены на рис. 198. В равновесии с твердым раствором на основе меди находятся марганцовистая фаза и соединение ZrCu3. С понижением температуры растворимость циркония и марганца в твердой меди спижается. Литература 1. Корольков A.M., Лысова Е. В.— В сб.: Металловедение цветных металлов и сплавов. М., «Наука», 1972, с. 34—37. Медь — молибден — пикель Диаграмма состояния Си—Mo— Ni исследовалась методами термического анализа, путем изучения микроструктуры и рентгеновским методом [1—2]. Двойная система Си—Мо характеризуется значительной областью несмешиваемости в жидком состоянии, а двойная система Си—Ni наличием непрерывного ряда твердых растворов. Эти две особенности двойных систем определяют основные особенности и тройной системы. Тройных соединений в системе не образуется. Область несмешиваемости в жидком состоянии, характерная для двойной системы Си—Мо, при увеличении содержания никеля сужается. На рис. 199 представлены проекции линий моновариантных превращений на концентрационный треугольник [1]. Область несмешиваемости в жидком состоянии ограничена линией Си Nt iV2 KM* Mx Mo. Критическая точка К на этой линии соответствует предельным составам жидких фаз на основе меди и молибдена, находящихся в равновесии. Точка К отвечает составу: 15,5% Мо, 49% Ni, 35,5% Си и температуре около 1320е. 13 системе имеют место три нонва- риаитных четырехфазных превращения. Первое превращение: жм0 + Мо (тв. р-р) -+■ жсм-\- + MoNi; состав жидкой фазы на основе молибдена жм0 отвечает точке М1ч состав жидкой фазы на основе меди отвечает точке 7Vt; превращение протекает при —1500°. Второе превращение: ж\\0 -+жСц + MoNi + ос, где а — твердый раствор на основе меди и никеля; состав жидких фаз, участвующих в этом превращении, дается точками ж^0 — Д/2, жеи — 7V2, температура превращения —130СГ. Третье нонвариантное превращение: жеи + MoNi -> ->Мо (тв. р-р) + а; не указан состав жидкой фазы, участвующей в этом превращении (положение точки Л/3), а также ход линий моновариантных превращений, исходящих из этой точки, ввиду того, что они очень близко проходят друг от друга. Растворимость меди и никеля в твердом раст ворс на основе молибдена составляет в сумме 1,5—2 вес. % [1]. Молибден практически нерастворим в твердой меди и значительно растворим в твердом никеле. В соответствии с этим с увеличением содержания никеля растворимость молибдена в медноиикелевом твердом растворе ос увеличивается. На рис. 200 представлены изотермы растворимости молибдена в твердом растворе а при 900 и 1100° [2]. Па этом же рисунке штриховыми линиями схематически обозначены фазовые области на диаграмме в твердом состоянии. Литература 1. Dreibholz.— Z. pliys. Chcm., 1924, 108, N 1/2, 1—50. 2. Козлова Р. Ф., Рабкин В. Б., Блинова Н. В.— Порошковая металлургия, 1973, № 2t G5—70. Медь — молибден — ниобий Методом, основанным па электромагнитном разделении металлических фаз, построены изотермические сечения диаграммы состояния Си—Мо—Nb при 2100 и 1900° [1]. Сечения представлены на рис. 201. При 2100° в системе имеются 5 фазовых областей: 1) однофазная область жидкой фазы, простирающаяся из системы Си—Nb в тройную систему до ~ 50% Мо; 2) двухфазная область жидкость + твер- 174
Рис. 198. Изотермические сечения диаграммы состояния системы Си—Ми—Zr при 800 (а) и 20° С (б) Рис. 199. Проекции линий моновариаытных превращений в системе Си—Mo—Ni Рис. 200. Изотермы растворимости молибдена в медно- н шее лев ом твердом растворе при 900 и 1100' (сплошные линии) и границы фазовых областей в твердом состоянии (штриховые линии) •V tf> й *W / /'П / / /2 2U Ы,8ес.°/0 дый раствор молибдена с ниобием; 3) область несмешиваемости в жидком состоянии, в которой присутствуют две жидкие фазыгж^иж,,; 4) трехфазная область, в которой в равновесии находятся две жидкие фазы; 5) твердый раствор молибдена с ниобием. При 1900° сечение проходит через две фазовые области: однофазную область жидкой фазы и двухфазную область, в которой жидкая фаза находится в равновесии с твердым раствором молибдена с ниобием. Литература 1. Allibert С, Wicker A.y Driole /., Bonnier E.— Rev. phys. appl., 1970, 5, N 3, 449—453. Rev. intern, ha- utes temperat. et refract., 1970, 7, N 1, 45—49. Медь — молибден — хром Диаграмма состояния Си—Мо—Сг исследовалась методами термического анализа и микроструктуры литых сплавов. Обе двойные системы Си—Мо и Си—Сг характеризуются наличием несмешиваемости в жидком состоянии. При этом в случае системы Си—Мо область несмешиваемости простирается практически от 0 до 100% Мо, а в системе Си—Сг от 38 до 93,5% Сг. Между собой молибден и хром образуют диаграмму состояния эвтектического типа. В соответствии с наличием несмешиваемости в двойных системах Си—Мо и Си—Сг тройная система Си—Мо—Сг также имеет область песмешиваемости в жидком состоянии. На рис. 202 представлена проекция поверхности области несмешиваемости (с нанесенными изотермами) и линий моновариантных превращений. Точки т1 и т2 на рис. 202 соответствуют концентрации сплавов, находящихся в равновесии при монотектическом превращении в си- — эвтектические точки и Си—Сг. Область стеме Си—Сг; ех и е2 в системах Мо—Сг S ft 2t Ми, fcc% 198 199 MoNt НО Ъ
Си 20 40 60 60 Nb Си 20 U0 60 80 Nb НЪ70ес.°/о Рис. 201. Изотермические сечения диаграммы состояния системы Си—Мо—Nb при 2100 («) и 1900° С (6) Mo, /fer. % Рис. 202. Проекции поверхности несмешиваемости в ишдком состоянии и поверхностей ликвидуса в системе Си— Мо— Сг несмешиваемости в жидком состоянии ограничена линиями m«N Си и тлМ Мо. Поверхность области несмешиваемости имеет ложбину вдоль линии MN. Поверхность ликвидуса со стороны системы МоСг ограничена линиями тхМ Мо. Линия Мег соответствует моповариаптному эвтектическому превращению ж ^ Сг + Мо. Наклон этой линии, однако, не дастся. Поверхности ликвидуса со стороны Си ограничены линиями m2 N Си. Линия Ne2 соответствует моновариантному превращению с направлением, очевидно, от точки N к точке е2. Автор [1] предполагает, что вблизи Си угла имеет место тройное эвтектическое превращение, которое практически совпадает с двойным эвтектическим превращением в системе Си—Сг (е2). Литература 1. Siedschlag E.— Z. anorgf und allg. Chem., 1923, 131, N 2, 191^202. Медь — мышьяк — никель Диаграмма состояния Си—As —Ni исследовалась со стороны меди и никеля до разреза между соединениями (двойных систем Си—As и Ni — As) Cu3As и Ni5As2 [1]. Этот разрез является квазибинарпым. В сплавах разреза Cu3As — Ni5As2 при 038° протекает эвтектическое превращение, при котором совместно кристаллизуются фазы Cu3As и Ni5As2; концентрация эвтектической точки — около 61% Си, 9,5% Ni, 29,5% As. Никель практически нерастворим в соединении Cu3As в твердом состоянии. Соединение Ni5As2 образует с соединением Cu3As значительную по протяженности область твердых растворов. Твердый раствор на основе соединения Ni5As2 при температуре эвтектического превращения содержит около 29,8% As, 50,2% Си и 14% Ni. В рассматриваемой области концентраций в тройной системе при 635е происходит тройное эвтектическое превращение, при котором из жидкой фазы совместно кристаллизуются твердый раствор никеля в меди (а) и соединения Cu3As и Ni5As2. Участвующие в этом превращении твердые фазы имеют составы: а — 94% Си, 1% Ni, 5% As; Cu3As — 70,5% Си, 2% Ni, 27,5% As;Ni5As2—57% Си, 14,5% Ni, 28,5% As. Ha рис. 203 представлены проекции линий моновариаптных превращений, происходящих в системе, и линии, соответствующие составам твердых растворов ос и на основе соединений Cu3As и Ni5As2, участвующих в этих превращениях. Точки е1У е2 и е3 — эвтектические точки в двойных системах; Е — точка тройного эвтектического превращения; линия ахаа2 — отвечает составам твердого раствора а, участвую- 176
щего в моновариантных .мггсктических превращениях; линия bxbb2 — составы твердого раствора на основе соединения Ni5As2; линия схсс2 — составы твердого раствора на основе соединения Cu3As. Литература 1. Kdster W., Mulfinger W.— Z. Elektrochcm. und an- gew. phys. Chem., 1940, 46, N 3, 135—141. Медь — мышьк — олово Диаграмма состояния Си—As—Sn исследовалась с помощью термического анализа, путем изучения микроструктуры, рентгеновским и дилатометрическим методами [1,2]. Были построены поверхности кристаллизации и изучены фазовые превращения в твердом состоянии в сплавах с содержанием мышьяка не более ~ (Ю вес. %. На рис. 204 представлены проекции поверхностей ликвидуса диаграммы состоянии с обозначением областей первичной кристаллизации фаз. Разрез Cu5As2 — SaAs является частично квазибинарпьш (со стороны Sn—As) и характеризуется наличием эвтектического превращения. Со стороны Си — As этот разрез не может рассматриваться квази- бинарпым, так как соединение Cn5As2 образуется по пернтсктичсскон реакции. В системе при кристаллизации имеют место 9 четырехфаз- ных превращений. Характеристики нонвариант- иых превращений в системе при кристаллизации (одного трехфазного и 9 четырехфазиых) приведены в табл. 45. Рис. 203. Проекции линий моновариантных превращений на диаграмме состояния системы Си—As— Ni и линий, соответствующих составам твердых растворов, участвующих в этих превращениях Рис. 204. Проекции поверхностей ликвидуса диаграммы состояния системы Си- As—Sn Рис. 205. Изотермические сечения диаграммы состояния системы Си—As—Sn при585 («), 509 {(,) и 542° С [в) Си а1 20 rfCiijAs 40 As, Вес. % 203 5n3As2 204 fff Z0 As, Sec. % rt>Cu3fls fff J Zff 7*Cu3Rs 20Я 12 Двойные системы 177
Таблица 45. Характеристики нонвариантных превращений в системе Си—As—Sn, имеющих место при кристаллизаци и иче-. точ- Р- о х 1 Ei Pi Pi. ра Pa Рь Р, Pi Tv Реакция ж £? CusAs2+ SnAs ж ^t Cu5As2+ SnAs + О ж -f- SnAs ^ Gu5As2-|- + Sn3As* ж + Cu5As2^ Cu3Su + + Sn3As2 ж + у ^ Cu3Sn + Cu5A&2 ж -j- Cu3 As ^ у -f Cu5As.. ж + а^у4- CusAs ж 4- Cu3Sn ^ CucSn54- 4- Sn3As2 ж 4- Sn3As2^ Sn 4- + Cu6Sn5 Температура, °C 504 497 495 443 -544 -608 609 378 230 759 Составы фаз, вес. % фаза] ж ж ж ж ж ж ж а У 1 Ж ж ж а Си 1 28 27 29 17 46 63 72 89 ,78 7 0.7 72 87 Sn 35 30 43 69 42 23 16 6 18 90 99 24 12,5 As 37 43 28 14 12 14 12 5 4 3 |о,з 0.1 В твердом состоянии в системе имеет место ряд фазовых превращений. Характеристики нонвариантных превращений указаны в табл. 46. На рис. 205 приведены изотермические сечения диаграммы в диапазоне температур 542—585°. В равновесии с медным твердым раствором при этих температурах находятся фаза Таблица 46. Характеристики нонвариантных превращений в системе Си—As—Sn в твердом состоянии Реакция а 4- Y + Cu3As ^ Т) у 4- Cu5As2 т± е 4- CusAs у 4- Cu3As t+г + г) у+Ь^Ь+г Y4-e^6 + T] у + *\ ^ а -1- 6 А? с. В «в S а, 569 -542 532 585 530 526 Состав фаз, вес % фаза а У У г У 8 У 5 Y 8 6 Y а 6 Sn ' 6 25 7 34 38 28 38 7 32 34 32,5 38 27 38 32.5 7 27 1 7 14 32.5 As 4,0 3.4 7.8 2.2 0,6 2,7 0,6 7,8 1,3 0,4 0,9 0,3 1,9 0,6 0,6 7,8 0,4 7,8 0,6 |0,5 Си 90,0 71,6 85,2 63,8 61,4 69,3 61,4 85,2 66,7 65,6 66,6 61,7 71,1 61,4 66,9 85,2 172,6 185,2 185,4 [67,0 * При нагреве. 178 у системы Си — Sn, соединение Cu3As и фаза ц — твердый раствор олова (до 18,9%) в соединении Cu3As. Литература 1. Maes Д., Strycker У?-— Trans. Metallurg. Soc. AIME, 1966, 236, N 9, 1328—1336. 2. Maes i?., Strycker i?. —Trans. Metallurg. Soc. AIME, 1966, 236, N 9, 1336-1341. Медь — мышьяк — свинец Диаграмма состояния Си—As—Pb исследовалась с использованием термического анализа, исследования микроструктуры сплавов и других методов исследования 11—3]. Для диаграммы состояния характерно наличие области расслаивания жидкой фазы на две жидкости. Эта область начинается от двойной диаграммы состояния Cu<—Pb. На рис. 206 представлены проекции поверхностей кристаллизации диаграммы состояния на концентрационный треугольник [3]. Область расслаивания жидкой фазы на две жидкости ограничена линиями т^тгКтАт3. "На рис. 200 проведены также изотермы поверхности, ниже которой происходит расслаивание жидкой фазы. Верхняя точка этой поверхности соответствует 1065°. Разрез Cu3As— Pb является квазибинарным с монотектиче- ским превращением жх ^± ж2 + Cu3As, протекающим при 805°. Монотектическая точка для этого превращения обозначена тх. В системе имеет место также четырехфазное перитекти- ческое превращение с критической точкой Mi жг^ ж2 + Cu3As + а, где а — твердый раствор на основе меди. Указанное четырехфазное монотектическое превращение протекает при 670°. Линия тлКт4, ограничивающая область расслаивания жидкой фазы на две жидкости, за разрезом Cu3As—Pb имеет максимум в точке К — около 700°. Литература 1. Kleinheisterkamp #.— Z. Erzbergbau und Metallhut- tenwes., 1948, 1, N 3, 65-72. 2. Dice С. M., Oldricht G. L., Brighton Т. В.— Trans. AIMME, 1936, 121, 127—159. 3. Jacobs J. /., Maes Я. #., de Strycker J?. £.— Trans. Metallurg. Soc. AIME, 1967, 239, N 8, 1166—1171. Медь — мышьяк — цинк В системе Си — As — Zn установлено образование тройного соединения CuZnAs [1]. Соединение имеет кубическую гранецентриро- ванную кристаллическую решетку с параметром а = 5,872 А. Литература 1. Nowotny II. — Metallforschung, 1946, 1, N 1/2, 38— 40.
Медь — натрий — сера С использованием рентгеновского метода построен [1] политермический разрез диаграммы Cu2S—Na2S со стороны Cn2S. Разрез строился для температур выше 500°. Установлено наличие твердых растворов на основе сульфида Cu2S и фазы с областью гомогенности в диапазоне между 20 и 30 мол. % Na2S. Эта фаза может рассматриваться как твердый раствор на основе соединения 2 Cu2S-Na2S. При 49 мол. % Na2S предполагается образование соединения Cii2S-Na2S. Максимальная растворимость Na2S в твердом растворе на основе Cu2S — около 10 мол. %. Литература 1. Richardson F. D., Л л til /. Е.— Trans. Faraday Soc, 1955, 51, N 1, 22—33. Медь — никель — олово Диаграмма состояния системы Си — Ni — Sn была изучена в области сплавов, богатых медью [1—3]. В работах [1,2] приведены данные для построения политермических сечений сплавов с постоянным содержанием никеля 2,5 и 10% и содержанием олова от 0 до 32%, проекция поверхности ликвидуса медного угла (рис. 207). В работе [3] методами микроструктурного и других анализов повторепо построение изотерм ликвидуса в области сплавов, содержащих до 7 ат. % Ni и 14 ат. % Sn, а также даны изотермы солидуса. На рис. 208 приведено изотермическое сечение системы при 700° после отжига при данной температуре в течение 425 часов. Как видно, в системе Си— Ni—Sn при 700° в равновесии с твердым раствором Си—Ni могут находиться фазы (3 и у из двойной системы Си—Sn. Трехфазная область а + (5 + у — очень узкая. Литература 1. Eash /. Т., UpthegroveG,— Trans. A1ME, 1933, 104, 221—248. 2. Eash /. 7\ — Metals Handbook, Cleveland (Ohio), 1939, p. 1371—1373. 3. Bastow B. /)., Kirkwood D. II.— J. Inst. Metals, 1971, 99, N 9, 277—283. Медь — никель — палладии Диаграмма состояния системы Си—Ni — Fd была исследована полностью [1, 2]. В работе [1] методами термического анализа, микроструктурных исследований, измерения твердости, микротнердости, олсктросопротивления и его температурного коэффициента изучены сплавы с постоянным содержанием палладия. На рис. 209 приведены политермические сечения 20 тг £0 60 00 mJ РЬ, Вес % Рис. 206. Проекции поверхностей кристаллизации диаграммы состояния системы Си—As—Pb с изотермами поверхности, на которой происходит расслаивание жидкой фазы на две жидкости Ni, 0£C. % Рис. 207. Проекция поверхности ликвидуса медного угла диаграммы состояния системы Си—Ni—Sn вес °/о Ni 10 20 дО ЧО Рис. 208. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—Ni—Sn при 700° С 12* 179
lOUU I 1400 Y^ 7300 \ 1Z00\ 1320" 70°/oQf\. 60°/oQ<L 40°1оРй 0 10 0 10 20 0 10 20 30 0 10 20 30 40 0 10 20 30 40 50 WOO 0 10 20 30 40 50 60 1500 ЭО°/о*>й 20°/oP(L 10°/o Pd 1200 1120 1100 20 30 40 50 PD 70 0 10 10 30 40 50 60 70 BO 10 20 30 40 50 60 70 BO SO Рис. 209. Политермические сечения диаграммы состояния системы Си—Ni—Pd с постоянным содержанием палладия 717 Ж Рис. 210. Изотермы солидуса диаграммы состояния системы Си—Ni—Pt диаграммы системы Си—Ni—Pd. Кривые ликвидуса разрезов с постоянным содержанием палладия, равным 1)0, 80, 70, 60 и 50%, плавно понижаются к никелевой стороне, а на разрезах с постоянным содержанием палладия, равным 40, 30, 20 и 10%, кривые ликвидуса, наоборот, повышаются. Такой ход кривых объясняется наличием минимума на диаграмме плавкости сплавов системы 141—Ni. Таким образом, в работе [1] установлено, что указанные компоненты образуют непрерывный ряд твердых растворов. В работе [2] были весьма точно определены параметры грансцептрированной кубической решетки, которой обладают сплавы тройной системы Си—Ni—Pd. Рентгеновские исследования проводили на образцах, отожженных в течение 40 дней при температуре около 900'. Параметры решетки в зависимости от состава сплава изменялись в пределах а ■— 3,8906 А (для Pd) до а = 3,5240 А (для Ni). Параметр решетки меди а = 3,6151 А. Литература 1. Немилое Б. A. j С тру пина Т. Л.— Изв. Сектора платины и других благородных металлов 110 НХ АН СССР. Мзд-во АН СССР, 1951, вып. 26, с. 25—33. 2. Krishna Дао К.— J. Less-Comraou Metals, 1965, 9, 70-73. Медь — никель — платина Диаграмма состояния системы Сн—Ni—Pt была изучена разнообразными методами во всей концентрационной области [1, 21. На рис. 210 приведены изотермы солидуса системы по данным работы [1]. Было установлено, что тройные сплавы в закаленном и отожженном состоянии представляют собой твердые растворы. В работе [21 после проведения исследований, уточняющих результаты работы [11, было установлено, что сплавы системы Си—Ni—Pt образуют непрерывный ряд твердых растворов при температурах 950 и выше. При этом гра- пецептрированпая кубическая решетка сохраняется по всей концентрационной области сплавов. Двойное соединение системы Си—Pt с ромбоэдрической решеткой, которое образуется из двойного твердого раствора медь—платина при температуре около 850 , выделяется при медленном охлаждении тройного твердого раствора, 180
Pb, Set. % Рис. 211. Проекция поверхиостей кристаллизации и изотермы ликвнд\са диаграммы состояния системы Cu-Ni-Pb содержащего 50 ат. % 14, 45 ат. % Си и 5 ат. % Ni, что близко к границе распространения соединения PtCu в тройную область, т. е. только около 5 ат. % Ni способны замещать платину и медь в узлах решетки без нарушения ромбоэдрической структуры соединения. Параметры решетки — ребро ромбоэдра при этом растет, а угол уменьшается. Литература 1. Немилое В. А., Видусова Т. А.— Изв. Ип-та по изучению платины и др. благородн. металлов, 1940, 17, 111. 2. Кузнецов В. Г.- Изв. СФХА АН СССР, 1048, XVI, вып. 4, 151—167. Медь — никель — свинец Диаграмма состояния системы Си—Ni— Pb была исследована со стороны Си—РЬ [11. Построена проекция поверхностей кристаллизации изученной части системы, приведенная на рис. 211. Там же приведены изотермы ликвидуса. В системе Си—РЬ существует широкая область несмешиваемости в жидком состоянии. В тронных сплавах область расслаивания в жидком1 состоянии значительно сокращается и в присутствии ~ 2% Ni полностью исчезает. Литература 1. Pelzel Е.— Metall, 1957, 11, N 8, 667—670. Медь — никель — сера Диаграмма состояния системы Си—Ni—S была изучена в области сплавов, богатых медью [1,2]. Исследования проводили методами дифференциального термического, микроструктурного и химического анализа продуктов охлаждения. В изученной части системы обнаружена широкая область несмешиваемости в жидком состоянии, которая была также установлена в двойных сплавах Си—Cu2S при содержании серы от 1,8 до 17,9. Для уточнения положения области расслаипаиия жидкой фазы в работе [2] были изучены сплавы, содержащие до 32% Ni и 20,1 % S. На рис. 212 приведен медный угол диаграммы Си—Ni—S по совместным данным [1, 2]. Литература 1. Roster W.y Mulfinger W.—Z. E lee troche т., 1940, 46, JN 3, 135—146. 2. Липин Б. В.— Цветные металлы, 1960, № 1, 39—43. Медь — никель — серебро Диаграмма состояния системы Си—Ni—Ag была изучена авторами [1,21. В работе [1] методами термического анализа и микроструктур- иых исследований изучены сплавы, содержащие до 50% Си. В системе обнаружена широкая область несмешиваемости в жидком состоянии, которая простирается от стороны Ag—Ni в тройную систему (рис. 213). В системе не обнаружено ни двойных, ни тройных интерметаллических соединений. В работе приведена пространственная модель диаграммы и ряд изотермических сечений. На рис. 213 показано изотермическое сечение при 700 . В равновесии с твердым раствором па основе Си—Ni находится фаза твердого раствора на основе серебра. Литература 1. Guertler W.y Bergmann A.— Z. Mctallkunde, 1933, 25, 53—57. 2. Janecke E.— Z. Elektrochem. und angew. phys. Chem., 1936, 42, 373—377. Рис. 212. Проекция поверхностей кристаллизации диаграммы состояния системы Си -Ni—S в области сплавов, богатых медью 181
Ni Рис. 213. Проекция поверхностей кристаллизации и изотермическое сечение при 700° диаграммы состояния системы Си—Ni—Ag Сц W W 60 ВО Та Та7///77.% Рис. 214. Фазовые равновесия в системе Си—Ni—Та Медь — никель — сурьма Диаграмма состояпия системы Си—Ni—Sb была изучена подробпо автором работ [1—3]. Разнообразными методами физико-химического анализа (термического, рентгеновского, металлографического, дилатометрического) и измерения удельного электросопротивления изучены сплавы во всей концентрационной области. В системе Си—Ni—Sb обнаружено, что фазы а и Р системы Ni—Sb образуют непрерывные твердые растворы с а- и Р-фазами системы Си —Sb. Максимальная температура начала кристаллизации фазы Р в системе Ni—Sb при добавлении меди постепенно уменьшается в па- правлении к точке максимальной температуры Р-фазы в системе Си—Sb. В тройной системе Си—Ni—Sb не обнаружено промежуточных тройных соединений. Определены поля первичной кристаллизации фаз а, р, ynj yCJ £ и е. Установлено, что существуют следующие нон- вариантные реакции: при 584° ж + Р ^ уп + + ус при содержании 42,5% Си, 52,5% Sb л 5% Ni; при 620° ж + уп Ц I + e при содержании 0,1 % Си, 97,9% Sb и 2% Ni; при 52Г ж ^ уп + 7с + е ПРИ содержании 21,5% Си, 77% Sbnl,5% Ni [1]. В твердом состоянии [21 в системе в равновесии находятся следующие фазы: а, Р, упу Уа 6n» 6ct 6n, 6С и г]. Обнаружены 22 моновариантные реакции, из которых 15 эвтектоидных и 7 перитектоидных. Ниже приводится ряд нон- вариантных эвтектоидных и перитектоидных превращений: при 288° р ^ а + 6П + 6П (16% Си, 40% Sb, 44% Ni); при 492° р + Y „£* Y* + ©а (41,5% Си, 47% Sb, 11,5%Ni); при 384° p?a + Vr + 6Я (49% Си, 42% Sb, 9% Ni); при 445° р + -г] ^1 а + бс (65% Си, 33,5% Sb, 1,5% Ni); при 398° р ^ бг + 6Г + ус (60% Си, 39% Sb, 1% Ni) и при 379° р ^ а + бг + ус (60% Си, 36,5% Sb, 3,5% Ni). Двойная перитектоидная реакция a + р ^ 6 в системе Ni—Sb при добавлении меди переходит в эвтектоидную реакцию Р^а + 6П. Двойная перитектоидная реакция Р + у ^± 6 в системе Sb—Си при добавлении Ni переходит в эвтектоидную реакцию Р ^± 6С + ус. В работе [3] приведены результаты определения магнитных свойств сплавов этой системы. Литература 1. Shibata N. Trans. Inst. Metals Japan, 1940, 4 (9), 269—289 (цитируется по J. Inst. Metals, Metallurg. Abstract, 1941, 8, 31). 2. Shibata N. Trans. Inst. Metals Japan, 1941, 5 (1), 12—25 (цитируется по J. Inst. Metals, Metallurg. Abstract, 1941, 8, 221). 3. Shibata N.— Trans. Inst. Metals Japan, 1942 [1], 30 (цитируется по J. Inst. Metalls, Metallurg., Abstract, 1941. 5 [21, 46—49). Медь — никель — тантал Диаграмма состояния системы Си—Ni—Та была изучена авторами работы [1]. Строение системы Си—Ni—Та характеризуется отсутствием в ней тройных соединений. В связи с этим твердый раствор системы медь—никель 182
Ni Рис. 215. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—Ni—Ti при 800° С находится в равновесии с фазами, которые образуются в системе тантал—никель. На рис. 214 приведено сечение в основном для температуры 1300°. Пунктиром обозначены области сплавов, характеризующие равновесия при более низких температурах, но позволяющие судить о фазовых равновесиях в системе Си—Ni—Та в твердом состоянии. Как видно, медь значительно растворяется в двойных Ni—Та соединениях. Литература 1. Oesterreicher Н.л Nowotny //., Kiejfer R.— Monatsh. Chem., 1965, 96, N 2, 351—35CJ. Медь — никель — титан Диаграмма состояния системы Си—Ni—Ti была изучена рядом авторов [1,2]. В работе 11] методом рентгеноструктурпого анализа были изучены фазы и фазовый состав сплавов системы. На рис. 215 приведено изотермическое сечение при температуре 800°. Как видно, в системе обнаружено существование трех тройных соединений, которые могут находиться в равновесии с Си—Ni твердым раствором: TiNiCu (типа MoSi2), имеющее широкую область гомогенности, а две с меньшими областями гомогенности приблизительного состава Ti25Ni62Cu13 и TiggNinCuge. Кроме того, в равновесии с твердым раствором на основе Си—Ni находятся твердые растворы на основе двойных соединений TiNi3 и TiCu4. В работах [2] методом металлографического, микрорентгено- спсктрального и других методов исследования изучены сплавы с переменным суммарным содержанием никеля и титана при постоянном атомном отношении Ni : Ti = 3 : 1. Установлено, что указанпое сечение является квазибинарным. Между медью и соединением TiNi3 существует эвтектический характер взаимодействия, эвтектика кристаллизуется при температуре 1060 ± 5° и содержании 5,35+0,3% TiNi3. Литература 1. Pfeifer II. £/., Bhan £., Schubert К.— J. Less-Com mon Metals, 1968, 14, 291—302. 2. Joszt K.— Prace Inst. Hutniczych, 1967, 19, zesz. 2, 93—97; zesz. 5, 303—313. Медь — никель — углерод Диаграмма состояния Си—Ni—С не исследована. В работе [1] имеются сведения о растворимости углерода в медноникелевых 183
DtZO $0,t5 4o,to 0,05 о с - 1 20 i i 40 60 Си, бес.°/о ~ "! 80 Рис. 216. Растворимость углерода при 1000° вмедно- никслсвых сплавах Wff0 ffffff г— и 1 0,s\%\k\ ^ч. г т. 1 ! <X+2/Ii? ^ 1 ! -. - -^ Си Л" Ц1 \2°/о ^ 1 1 ct+2rid 1 — _J_. 1 Ni 1 1 м. \ —*-i ь^ 1 4* V,Bec % 'А Рис. 217. Политсрмичсскис сечения диаграммы состояния системы Си—Ni—P при постоянном содержании 0,5 и 2 вес.°о Ni Рис. 218. Изотермы солидуса (а) и растворимости (б) в системе Си—Ni P сплавах при температуре 1000°. На рис. 210 приведен график зависимости растворимости углерода от содержания меди в медноникелевых сплавах. Литература 1. Nicholson М. Я.— Trans. ЛШЕ, 1962, 224t \ 3, 533-535. Медь — никель — фосфор Диаграмма состояния системы Си—Ni—Р была исследована и области сплавов, богатых медью [1,21. В работе [11 методом микроструктурного анализа отожженных при разных температурах сплавов, содержащих до 8°о Ni и до 1.5% Р. построены шесть полнтермичоских сечении для сплавов с постоянным содержанием никеля 0,25; 0,5; 1; 2; 4 и 8 вес. %. Па рис. 217 приведены два сечения при постоянном содержании 0,5 и 2 вес. % Ni. Фаза, обозначенная 2 nd, по-видимому, является твердым раствором на основе фазы Сп3Р, при сутствующей в двойных сплавах Си—Р. Па рис. 218 приведены изотермы солидуса п границы растворимости фосфора в твердом раство ре на основе Си—Ni при температурах 500, 000. 700 и 800 С. Литература 1. Grampian D. А'., ВигфоЦ Н. L., Stacy J. 7\ — Trans. AIME, lfl'il), 137, 354—372. 2. Pевина //. //., Николаев А, /f. Научи. труды ГИШ'ОЦМО, 1975, вып. 48, с. 44—48. Медь — никель — хром Диаграмма состояния системы Си—Ni—Сг была исследована несколькими авторамп [1—3]. В работах Ц, 21 приведена равновесная диаграмма изотермического сечения при температуре УЗО , которая была построена экспериментально [11 п затем с помощью математического расчета 121. Па рис. 210 показано это изотермическое сечение, построенное экспериментально после отжига при 930 в течение 20 диен. Результаты математического расчета позволили построить сечение, вид которого близок к сечению, построенному экспериментально. Особеп- 184
ностыо приведенного сечения является наличие трехфазного равновесия а + Yi + Т2» в котором фаза а является тпердым раствором меди и никеля в хроме с ОЦК решеткой, а фазы ух и Ys — твердыми растворами между медью и никелем, в которых содержится разное количество хрома (они имеют ГЦ К решетку с параметрами а 3,589 и 3,Г)Г>7 Л, соответственно). После отжига при 750 в течение 1000 часов эти фазы имели следующие параметры: а — 2,884 ± ±0,003 А; уг — 3,(iUT)±0,U01 А и у2 — 3,571 + ±0,002 А [21. В работе [3] подробно исследован медный угол диаграммы Си—Ni—Сг; изучены сплавы, содержащие никеля и хрома до 1,5% каждого. Методами микроскопического, рентгеновского анализов и измерения удельного электросопротивления сплавов построена граница растворимости хрома в твердом растворе медь — никель. На рис. 220 даны эти изотермы для 700—1070 . В работе показано, что введение никеля в двойные сплавы медь—хром ведет к повышению растворимости хрома в меди и к повышению температуры солидуса тронных сплавов. Литература 4. Meijering J. L., Bathenau G. W.. Steeg M. G., Bra- un P. £.— J. lust. Metals, 1955, 56, 84, p. 5, p. 118. 2. Meijering J. L.— Acta metallurgy 1957, 5, N 5, 257. 3. Захаров М. В., Осинцев О. Е.— Изв. вузов, Цветная металлургия, 49С7, № 5, 452. Медь — никель — цинк Диаграмма состояния системы Си—Ni— Zii была изучена методами термического, микроструктурпого и рентгеновского анализов [1—31. На рис. 221 приведены изотермы ликвидуса системы и изотермические сечения при 775' и комнатной температурах. В приведенной части системы не обнаружено нонварнапт- ных превращений при кристаллизации. И области сплавов, прилегающих к Си—Ni стороне, в равновесии с твердым раствором Си— Ni могут находиться фазы (3, (Ni—Zn) и р (Си—Zn) при температурах 77Г) и (550°, а при комнатной температуре — фазы $t (Ni— Zn) и p' (Cu—Zn). Яти фазы имеют следующие кристаллические решетки: а — ГЦК; Р— ОЦК; Р' — ОЦК с субструктурой, соответствующей низкотемпературной фазе системы Си— Zn; pt— объемноцептрированпая тетрагональная (тип АпСи), соответствующая низкотемпературной фазе системы Ni — Zn. Литература 1. Schramm J,— In: Knpfci Nickel—Zinc T agierungen, Wiiizburg, Vcrlap Konrari Triltsch, 1935. 2 Schramm /., Vaupel O.— Metalkvirtsclmft, 1936, 15, 723—728; 1036, 15, 655—665. 3. Bauer O., Hansen M. Z. Mctallkunde, 1929, 21, 357-:: 67. Cu ZO UD 60 BO Ni Ni,to\% Рис. 219. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Cu—Ni -Сг при 930" С 1и /,0 2,0 Рис. 220. Изотермы растворимости хрома в твердом растворе Cu—Ni при температурах 700—1070° С Медь — никель — цирконий Диаграмма состояния Си—Ni—Zr изучена в области сплавов, богатых медью [1 ], а также богатых цирконием [21. Методами микроструктурного анализа и измерения мнкротвердости изучены медные сплавы, содержащие до 2% Ni и 2%Zr. Построены изотермы растворимости циркония и никеля в меди при температурах (500—900" (рис. 222) и политермические сечения при постоянном содержании 0,2 и 0,6% Ni [11. Установлено, что по мере увеличения содержания и сплавах никеля возрастает температура солпдуса медпоциркопиевых сплавов. При этом также увеличивается и растворимость циркония в меди. Литература 1. В. II. Федоров, М. В. Захаров, В. И. Кучеров, Г. С. Иванова.— Изв. вузов, Цветная металлургия, 1968, № 5, 74—77. 185
Jg In, gee % Рис. 221. Проекция поверхности ликвидуса (а) и изотермические сечения при 775 (б) и 20е С (в) диаграммы состояния системы Си— Ni—Zn Медь — ни oonii — олово Диаграмма состоянии Си—Nb—Sn была исследована авторами работы [11. На рис. 223 приведена проекция поверхностей кристаллизации системы Си—Nb—Sn. В системе не обнаружены тройные соединения. Области первичной кристаллизации фаз Р\ь и Nb3Sn занимают большую часть концентрационного треугольника. В равновесии с твердым раствором на основе меди в твердом состоянии могут находиться фазы PNb, Nb3Sn и у (фаза из двойной системы Си—Sn, образующаяся по перитек- тической реакции ж + pGu ^ V ПРИ ?60° Q- В табл. 47 приведено описание фазовых превращений в системе Си—Nb—Su, а на рис. 244 изотермическое сечение системы при 1000°. Zwicker U. N 12, 738- Литература Metallkunde, 1975, 66, , Rinderer L.— Z -748. О О V w Медь — ниобий — тантал Диаграмма состояния системы Си—Nb— Та была изучена авторами работы 11] практически во всей области сплавов. В работе приведены изотермические сечения при температурах 1900, 2000 и 2100°. На рис. 225 дана схема диаграммы для 1900°, приведенная в работе с Таблица 47. Нонвариантиые равновесия в системе Си—Nb—Sn 0,2 lrJec.°/o Рис. 222* Пзотермы растворимости циркония и никеля в меди Критичегкая | точка /\ ^2 Р3 Р* Рь Ре Р-, Рв Реакция ж + PNb ^ aCu + Nb3Sn ж+аСи ^Pcu-+Nb»Sn ^ + pCu-Nb3Sn + Y ж + Nb3Sn ^ у + NbcSn5 ж + Nb0Sn5 £? у + NbSn2 ж + у^.Е-\- NbSib ж + е ^ г] + NbSn.> ж -\- г] ^± NbSn2 + Sn Температура, -1080 - 788 760 — — 1 -630 -410 225 186
Nb Рис. 223. Проекция поверхностей кристаллизации диаграммы состояния системы Си—Nb—Sn Рис. 224. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—Nb—Su при 1000° С
Рис. 225. Схема сечения диаграммы системы Си—Nb—Та для температуры 1900е С (S — твердая фаза) Nb, Sec. °/c £6 Рис. 226. Изотермическое сечен не диаграммы состояния системы Си—Nb—Сг при 1Ш>° С {1) 600и С (£) 0,J 0,f \\Ъл8ес % Рис. 227. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—Nb—Zr ири 900 С учетом экспериментальных данных. Диаграмма характеризуется наличием области несмешиваемости в жидком состоянии. Литература 1. Frelin С, Desre P., Bonnier E.— Rev. intern, ha- utes Tcmperat, et refract.. 1067, 4, 261—268. Медь — ниобий — хром Диаграмма состояния сплавов системы Си— Nb—Сг изучена в области сплавов, богатых медью [1]. Методами дифференциального термического, металлографического и рентгепо- структурного анализов и измерения микротвер- достн и удельного электросопротивления изучены медные сплавы, содержащие до 0,7% ниобия и хрома. Было установлено, что в системе имеется квазпбииарное сечение Си — NbCr2 с эвтектическим характером взаимодействия при температуре 107U . Растворимость пнтер- металлида NbCr2 в меди при температуре эвтектики составляет 0,7%, а при 1000, 900, 800, 700 и (Юис — соответственно 0,29; 0,14; 0.10; 0,0fi и 0,03%. На рис. 22С> приведены совмещенные изотермические сечения системы Си—Nb— Сг при 1000 и (>00 . Совместное легирование меди ниобием и хромом приводит к заметному уменьшению растворимости каждого из этих элементов в меди. Литература 1. Николаев А. К., Розепберг В. М'.— Изв. АН СССР. Металлы, 1972, № 5. 163—1С6. Медь — ниобий — цирконий Диаграмма состояния системы Си—INЬ—- — Zr изучена в области сплавов, богатых медью [1] и цирконием [21. В работе [1] методами микроструктурного анализа и измерения удельного электросопротивления изучены сплавы, содержащие до 0,3% Zr и до 0,8% Mb. da рис. 227 приведено изотермическое сечение системы Си—Nb—Zr при 900 , на котором дано изменение области твердых растворов меди при уменьшении температуры отжига (600 и 450 ). Как видно, в равновесии с твердым раствором на основе меди могут находиться фазы ZrCu3 и Pni.; тройных соединении в системе не обнаружено. В работе [2] приведены изотермические и политермическис сечения системы, включающие сплавы, которые содержат до 25% (Nb + + Cu). Литература 1. Рохлин Л. Л., Бочвар II. Р., Лысова Е. В.— Изв. вузов. Цпетиая металлургия, 1972, № 4, 114—116. 2. Кудрявцев Д. Л., Тарараева Е. М.— В сб.: Физи- кохимия сплавов циркония. М., «Наука», 1968, с. 169—175. 188
Медь — олово — ртуть 5п Диаграмма состояния системы Си—Sii— Hg не была построена. О сплавах и соединениях, которые образуются при взаимодействии ртути со сплавами двойной системы Си—Sri, приведены сведения в работе [1]. Стабильные соединения меди и олова с ртутью, образующиеся при температурах, близких к комнатной, имеют формулы SnCiiJIc^ и SnCu3Hgy (SnCu3Hg, STi2Cii6Hgu и SnCu3rIgjn). Литература 1. Russell A. £., Cazalet Р. У., Jrvin N. M.— J. Chem. Soc, 1932, March, 841—851. Медь — олово — свшиэц Диаграмма состояния системы Си—Sn— РЬ была изучена частично в работе [1]. Методом термического анализа и микрострук- туриьтх исследований установлено, что в системе имеется широкая область несмешиваемости в жидком состоянии. Приведенные на рис. 228 данные показывают уменьшение области несмешиваемости при повышении температуры. Си /0 00 00 а 70 РЪ,0Ж % 00 Рис. 228. Диаграмма состояния системы Си- Sn—Pb Рис. 229. Диаграмма плавкости и изотермы ликвидуса системы Си—Su—Ag 189
Критическая точка, отвечающая высокой температуре купола несмешиваемости, определена составом сплава Си — 35%, РЬ — 50%, Sn — 15% при 1130-1140° С. Литература 1. Briesemeister 5.—Z. Metallkunde, 1931, 23, N 8, 225—230. Медь — олово — селен О диаграмме состояния Си—Sn—So имеются ограниченные сведения [1]. В этой работе показано, что сечение Cu2Se—SnSe2 является квазибинарным. Установлено образование устойчивого соединения Cu2SnSe3. Литература 1. Зотова Т. В., Карагодин Ю. А. Тезисы докладов V Всесоюзного совещания по физико-химическому анализу. М., «Наука», 1976, с. 137. Медь — олово — сера Диаграмма состояния Си—Sn—S изучена в небольшом объеме [1]. В работе показано, что сечение Cu2S—SuS2 является квазибинарным, и в системе образуется устойчивое соединение Cu2SnS3. Литература 1. Зотова Т. В., Карагодин Ю. Л. Тезисы докладов V Всесоюзного совещания по физико-химическому анализу. М., «Наука», 1976, с. 137. Таблица 48. Характер, температура и состав фа*г участвующих в нонвариаытных превращениях системы Си—Sn—Ag Характер и температура нон- вариантиого превращения ^Pi+a^at (Юо° ^p2+P3^«l 560° **P8+ai^P'- 550° ^P44-Y'^P" 540° жРв+Р'-е' 440° ЖР% + £>i^ е' 350° жр7 + х\"^1 е' 225е Р. V - V е, *i ч" ,-Sn азы Ul Pi Рз 1 a «L ^2 \1 а, Р' Рг Y Р' г\ с, Yi Р' е' 1 Р* е, е' Ре п" Kl е' Р, Sn 1" Состав фаз. вес. % Ag 87 48 14 6,5 | 86 44,5 13 14 85 80,5 47,5 12 78 40 11 1 П 73 71,5 43,5 10 71 20 4 8 71 * 0,5 2,5 Си 4 33,5 СЗ 80,5 | 3,5 29,5 60 62 2,5 3,5 25,5 59 4 24 53 58 1 4 2,5 12 52 2 6 38 54 1,5 0,5 * 37,5 Sn 9 J8f5 23 13 10,5 26 27 24 12,5 16 27 20 18 3ii 36 1 31 | 23 26 44,5 38 27 74 58 38 27,5 95,5 98,5 60 Медь — олово — серебро Диаграмма состояния системы Си—Sn— Ag была изучена почти полностью авторами работы [1]. На рис. 229 приведена диаграмма плавкости и изотермы ликвидуса системы Си— Sn—Ag. В системе не обнаружены промежуточные тройные соединения, существует девять полей первичной кристаллизации фаз: a — твердого раствора на основе меди (1); ах — твердого раствора на основе серебра (2); твердого раствора на основе олова—Sn (3); Р' — фаза двойной системы олово—серебро (4); е' — фаза двойной системы олово-серебро, более богатая оловом, чем фаза Р' (J); рз — фаза двойной системы медь — олово, богатая медью (6); у' — фаза системы медь—олово более богатая оловом, чем рз (7); гг — фаза системы медь— олово—Cn3Sn (8); п» — фаза системы медь— олово, богатая оловом (9). В табл. 48 приведены данные, описывающие характер фазовых превращений в системе Си— Sn—Ag и состав фаз, участвующих в нонва- риантпых превращениях. Иа рис. 230 приведено изотермическое сечение при 600п. В равновесии с твердым раствором на основе меди в твердом состоянии могут находиться фазы с^ — твердый раствор на основе серебра, рз (при 600°) и у — Cu3iSn8 (при 500е). Литература 1. Gebhardt F., Petzow G.— Ъ. Metallkunde, 1959, 50, N 10, 597—605. Медь — олово — сурьма Диаграмма состояния системы Си—Sn—Sb была изучена полностью в работе [1]. На рис. 231 даны проекция поверхностей ликвидуса (с изотермами) и фазовые равновесия в твердом состоянии в области сплавов, прилежащих к медному углу. В приведенной части системы имеют место моновариантные реакции по линии DE — ж + т) ^ ^ и по линии FE — ж + + £ ^ е, где г] — твердый раствор на основе 190
gff, $ *;*- «* „i /**- /' 20/- *+ж Ж*£, -ж*/ '+£, ж+jBj+f' tTfC a* ex. 'Л JK+aC/+t */*A cC+cC, we+cC/+j8r fS JK+cC s -*t +S V*> CiH Z0 40 Rg, Sec. % Piio. 230. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си- Sn—Ag при 600° С 00 00 •Rg Si\Jec% Рис. 231. Проекция поверхностей ликвидуса (а) и фазовые равновесия в твердом состоянии (б) в системе Си—Sn—Sb меди, £ — твердый раствор сурьмы в Р-фазе системы Си — Sn, e — тройной твердый раствор у (Си — Sb) и у (Си — Sn). Автор [1] идентифицировал металлографически тройное соединение Cui2Sn7Sb3, которое имеет следующий химический состав: Си — 38,9%; Sn — 42,3%; Sb —18,8%. Литература 1. Tasaki M.— Mem. Coll. Sci. Kyoto Imp. Univ. 1929, 12,227 (цитируется по Metals Handbook, 1948, Cleveland, Ohio, p. 1264). Медь — олово — теллур Диаграмма состояния сплавов системы Си— Sn—Те была подробно изучена авторами работ [1, 2], которые использовали в своем исследовании методы дифференциального термического, микрореитгоноспоктралыюго и металлографического анализов. На основании результатов исследований ряда политермических сечений, вид которых весьма сложен, авторы построили диаграмму состояния, приведенную на рис. 232. В системе обнаружено тройное соединение Cu2SnTe3, которое образуется по пе- ритектической реакции ж~\- Cu3-xTe2 + SnTe ^± ^ Cu2SnTe3 при температуре 412°, либо (по аналогии с системой Си—Ge—Те [2]) по реакции ж + Cu3-xTe2 ^ Cu2SnTe3 + CuTe, Coe- 191
Те r33fc /О пш° JO <J0 $ 00 j £T 630°, CuTe Жр9 Jo % -.4/2" Cu7SnTe, ,5nTe Сч3-хТЕг Сиг-лТе 74S4° PS70" ^42° №" ,00 ffrtz J0A /PSOceZi ,/ffSD" /6 V#, /№' 333' »J ,343° „SfZe <70 62S° ifW /0J Г/L ,00 , 336" KS/7 fD51°n4L^L tOSD" Ъ Ъ 733* П7 Г724* i*DD9 2Z7\ Cu fff J V/ ne * J0 *0 "' S0~ Г 733" 7S3" 340° 5n r am. % Рис. 232. Диаграмма состояния системы Си—Sn—Те 232* '5п 00 Г0 00 Л£ 4/3* Литература 227° динение Cu2SnTe3 имеет субструктуру типа Zn. Диаграмма состояния системы Си—Sn—Те характеризуется наличием двух широких областей несмешиваемости в жидком состоянии, одна из которых имеет критические точки Ы\ и М2 при 1065°, а другая — точки Л/3 при 685° и Л/4 при 625'. На приведенной диаграмме состояния даны температуры нон вариантных превращений, которые обнаружены в сплавах этой системы, а в табл. 49 — химический состав сплавов, отвечающий этим точкам. Следует заметить, что положение некоторых ионвариант- ных точек (Pj, P2) не отвечает «правилу звезды» теории построения диаграмм состояния. 1. Carcaly С, Rivet /., Flahaut /.— J. Less-Common Metals, 1975, 41, N 1, 1-18. 2. Carcaly C, Rivet /., FlaJiaut J.— J. Less-Common Meta s, 1977, 51, N 1, 165—171. Медь — олово — фосфор Диаграмма состояния системы Си—Sn—P была изучена в области сплавов, богатых медью [1—3]. В ранней работе [1] было установлено, что в медном углу системы имеет место нонвариантпое эвтектическое превращение ж ^t acu + Cu4Sii + Cu3P при температуре 020 и содержании 81% Си, 4,8% Р и 14,2% Sn. В поздней работе [31, учитывая новые данные по строению диаграммы состояния двойной 192
Таблица 49. Химический соетаи точек ноппарлантных прекращении и критических точек на крины\ рае слаии.'ШШ! в жидком состоянии в системе Си— Sn —Те Обозначение точки ^1 /'о /'з 1\ 1\ /'б /'7 /'в /'* 'Чо 'V /\, /'13 ''и ^15 ''l« /'17 £ ^2 ^3 ''6 Л/, .1/.» и; ""* Си 19,33 34,67 32,00 38,70 14,67 32,00 32,00 42,67 Л3,33 47,33 53,33 49,33 80,00 84,00 — — 76,67 26,70 39.33 — 39,33 70,33 86,00 53,67 25,33 Состав, ат. % Su 3,33 4,00 12,00 14,00 82,00 :>о,оо 30,00 20,(К) 20,67 38,00 28,67 17.33 18,07 15,33 —- —. 18,33 1,30 22,00 — 20,00 2,33 12,67 19,00 48,00 Те 77,34 61,33 56,00 47,30 3,33 12,00 38,(К) 37,33 36,(К) 14,67 18 33,33 1.33 0,67 — — 5,00 72,00 38,67 — 40,67 27,34 1,33 27,33 26,67 системы Си—Sn, приведепы результаты нового подробного изучения сплавов тройной системi»i. Методами термического и микроструктурного анализов изучены сплавы, содержащие до 25% Sn и 6,5 вес. % Р. Построены три политермических сечения для сп.чавон с постоянным содержанием фосфора 1,2 и 3%, четыре политермических сечения для сплавов с постоянным содержанием олова 5, 10, 15 и 20%, а также четыре изотермических сечения при температурах (>50, В00, 500 и 300° С. Па рис. 233 приведены изотермы лик индуса, дана диаграмма плавкости. И изученной части системы Си—Sn—Р установлено существование нопвариантного превращения псритектического типа (точка О) при температуре 037° ж 4- аг.и^ ^г р ' Си3Р, где Р — фаза двойной системы Си—Sn. На рис. 234 приведены изотермические сечения системы для температур 000 и 300°. Фазы у, 6 (Cu4Sn) и е (Cu3Sn) являются фазами двойной системы Си—Sn с соответственно увеличивающимся содержанием олова. Литература 1. Hudson О. F., Law E. F.— J. Inst. Metals, ЮЮ, 3, 161 — 184. 2. Glaser L. Г., Seem arm П. /.— Z. Uxliu. Ttiys, 1926, 42—90. 3. Vero /.—Z. anorg. Chcm.7 1933, 213, 257 — 272. Медь — олово — цинк Диаграмма состояния системы Си—Sn—Zn была изучена в области сплавов, богатых медью [1—4]. В работах [2 и 3] приведены изотермы ликвидуса и фазовые равновесия при температуре 500 . Па рис. 235 ограничены области первичной кристаллизации твердого раствора на основе меди (а) и твердого раствора на основе Р-фаз двойных систем Си—Sn и Си—Zn. В этой части системы сплавы в процессе кристаллизации не претерпевают пои вариантных превращений. При температуре 500' (рис. 230) в равновесии с твердым раствором на основе меди находятся фазы у (Си — Sn) и Р (Си—Zn). Пунктиром приведено положение границы а/а -f- у для температуры 300е. В работе [4] рентгеновским методом определены изотермы растворимости олова и цинка при 500, 350 и 310° и дан объемный угол системы Си—Sn—Zn с поверхностью, ограничивающей область твердых растворов на основе меди; все данные приведены в атомных процентах. Литература 1. lhutt L.— J. Inst. Metals.. 1913, 10, 235-246; 1915, 14, 173—188. 2. Tammann G., Hansen M.— Z. anorg. Che in., 1924, 138, 137—157. 3. Hnner G.t Hansen M.— Z. Metallkundo, 1930, 22, 387 — 105; 1931, 23, 19—29. 4. 1\ опобеевский С. 7\, Тарасов В. 77., Степанов Л. А.— ЖФХ, 1937, IX, вып. 3, 693—703. Медь — палладий — серебро Диаграмма состояния системы Си — Pd—Ag изучена во всей концентрационной области [1—Я]. Последние и наиболее полные исследования были проведены авторами работы [3], которые использовали методы дифференциального термического, микроструктурного анализов, измерения твердости, микротвердости, удельного электросопротивления и др. В двойных системах Си—Pd и Ag—Pd, ограничивающих тройную систему Си—Pd—Ag, образуются непрерывные ряды твердых растворов, а в системе Сп—Ag — эвтектическая смесь твердых растворов па основе меди и серебра. На рис. 237 приведена проекция поверхности ликвидуса системы Си—Pd—Ag с изотермами ликвидуса [3]. Взаимная растворимость серебра и меди увеличивается с повышением содержания в сплавах палладия, при этом также повышается температура их солидуса. В системе не обнаружено существования тройных интерметаллических соединений. В твердом состоянии в системе Си—Pd существуют соединения PdCu^ и Pd3Cu5. Последнее 13 ДпоПные системы 193
Рис. 233. Изотермы ликвидуса системы Си—Sn—P Рис. 234. Изотермические сечения диаграммы состояния системы Си-Sn -P при температурах 600 (<#) и 300° С (б) Рис. 235. Проекция поверхностен ликвидуса диаграм- Рис. 236. Изотермическое сечение диаграммы состояния мы состояния системы Си — Sn—Zn системы Си—Sn—Zn при 500е С
не находит отображение на рис. 238, что свидетельствует о некоторой неточности его построения. В работе [3] приведены изотермические сечения, отображающие существование фазовых превращений в системе Си—Pd—Ag / в твердом состоянии. Литература 1. Glander F.— Melalrwinsclmft, 1939, 18, N 16,337 и 357. 2. \vise Е. М.— Metals Handbook, ASM. Cleveland, 1048, p. 1128, 1241. 3. Немилое В. А., Григорьев А. Т., Соколовская Е. Мш— Изв. сектора платили и других благородпых мет ал - лов АН СССР, 1955, 29, 163. Медь*— палладии — хром Диаграмма состояния системы Си—Pd—Сг изучена методами термического, микроструктурного анализов и другими методами в работе [1]. На основании большого числа политермических сечений построена диаграмма состояния (рис. 230), которая характеризуется наличием области расслаивания в жидком состоянии. В системе не обнаружено тройных соединений, а также нонвариантных превращений. Кроме линии, ограничивающей область расслаивания, в системе имеется моновариантное эвтектическое превращение, протекающее по линии ехе2. Эта линия разделяет области первичной кристаллизации а и Per- Фаза а представляет собой непрерывный ряд твердых растворов между медью и палладием. В твердом состоянии в равновесии с твердым раствором на основе меди при 1000° может находится рСг-Фаза- На рис. 239 приведены изотермы растворимости хрома в а-фазе при 1000° и 20°. В системе при температурах ниже 600° имеются сложные превращения, связанные с превращениями в двойных системах Си—Pd и Pd—Сг в твердом состоянии. Литература 1. Григорьев А. Т., Соколовская Е. М-, Алтунина Л. А/., Максимова М. В.— ЖНХ, 1960, 5, вып. 5, 1112—1118. [Медь*—[плутоний — церий Диаграмма состояния системы Си — Ри—Се была изучена авторами работы [1] методами дифференциального термического, металлографического и микрорелтгеноспектрального анализов. Построена проекция поверхностей кристаллизации системы Си—Ри—Се. Па рис. 240 приведен медный угол диаграммы. Как видно, твердый раствор на основе меди может находиться в равновесии с фазами 20 40 00 00 Ц^Зес % Рис. 237. Изотермы поверхности ликвидуса системы Си—Pd—Ag Рис. 238. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—Pd-Ag при 600° С PiioCuj, и СеСи6, которые образуют между собой непрерывный ряд твердых растворов, обозначенных на рис. 240 цифрой I. Соединения СеСи2 и PuCu2 также образуют между собой непрерывный ряд твердых растворов, обозначенных на рис. 240 цифрой II. В сплавах медного угла системы существует моновариантное эвтектическое превращение ж ^± Си + -f (СеСив—Ри2Сип). Эта моиовариантная линия 13* 195
239 240 т 40 /470° Ir.ffec % ffff 80 /Ь70° *Cr Си' е f{J Р т* sz6{ ФЩ** / Pui^Ciln W № Vu,am.% **• Cu,S f7,ffff%S Г,0Г/Л 52,3Sec. % Си 7,M% Си 241 fff JD'*/ ffff л 7ff *z bhjec.% Sff 242
Рис. 231). Проекции поверхности кристаллизации и пло- термы растворимости (20 и 1000°) диаграммы состояния системы Си—Pel -Сг Рис. 240. Проекция поверхностен кристаллизации диаграммы состояния системы Си- СеСи2- РиСи2 Рис. 241. Область несмешиваемости в системе Си Pb— PbS- Cu2S Рис. 242. Проекция поверхностей кристаллизации диаграммы состояния системы Си- Pb—Sb Рис. 243. Диаграмма плавкости н изотермы солидуса системы Си -РЬ -РЬТе—Си>Те
Таблица 50. Данные о некоторых пои вариантных перцтектически\ прей ращениях в системе Си—Ри—Се Состав сплава, отвечающего точне ионварплитного превращения, ат. % Ри | Се | Си 6,0 2,5 2,0 18,0 23,0 23,5 76,0 74,5 74,5 Температура, °с 840 780 778 Твердые фазы, находящиеся в равновесии Ри4Си17; PuCe4; тв. р-р СеСи0—Ри2Сиц PuCu4; GeCu5; тв. р-р CeCu3—Pu»Cuu PuGu4; CeCu5; СеСщ отвечает понижению температуры кристаллизации двойной эвтектики от стороны Си—Ри к стороне Си—Се, которое составляет 5°. В табл. 50 приведены данные о характере, составе и температурах нонвариантных превращений. Литература 4, Wittenberg L. /., Etter D. E., SelU Л Д., Tucker Р. Л.— Nucl. Sci. and Engng, 1965, 23, N 1, 4-7. Медь — ртуть — цинк Диаграмма состояния системы Си—Hg—Zn пе была изучена. В работе [11 имеются сведения об образовании интерметаллических соединений при взаимодействии ртути с двойными соединениями меди с цинком: ZnCu3Hg2, Zn2CueHg, Zn2Cu8Hg3. Оли образуются при комнатной, либо повышенной до 100° С температурах. Литература 4. Russell A. S., Cazalet Р. V. F., Irvln N9 M.— J. Chem. Soc, 1932, March, 852—857. Медь — ртуть — цирконий Диаграмма состояния системы Си—Hg—Zr изучена в области сплавов, расположенных на сечении ZrHg—CuHg [1]. Методом рентгеновского анализа было найдено тройпое соединение ZrCuHg2. Оно имеет кубическую решетку со структурой типа NaTl и а = 6,96 ± 0,01 А. Литература 4e Pusely M., Ban Z.— J. Less-Common Metals, 1974, 38, № 1, 15—18. Медь — свинец — сера Диаграмма состояния системы Си—Pb—S была изучена в области сплавов, ограниченных четырехугольником Си—Pb—PbS—Cu2S [1, 21. В области сплавов Си—Pb—Cu2S система характеризуется наличием несмешиваемости в жидком состоянии как в двойных системах Си—Pb, Pb—Cu3S и Си—Cu2S, так и в самой тройной частпой системе. Аналогичный характер носит и другая частная система Pb—Cu2S— PbS. На рис. 241 приведен общий вид диаграммы. В работе [2] имеется подробпый теоретический обзор диаграммы состояния с наличием несмешиваемости в жидком состоянии. Литература 1. Gueriler W., Landau G.— Z. anorg. und allg Chem., 1934, 218, N 4, 321—345. 2. Guertler W., Landau G.— Metall und Erz, 1934, 31, 169—190. Медь — свинец — сурьма Диаграмма состояния системы Си—Pb—Sb была изучена подробно [1—51. В наиболее поздней работе [41 критически рассмотрены результаты исследований [1—3] и дополнены собственными данными. По результатам термического, микроструктурного и рентгеновского анализов, а также химического анализа фаз, приведенных в работе [4], на рис. 242 дана диаграмма состояния Си—Pb—Sb. В системе имеет место широкая область несмешиваемости в жидком состоянии, которая простирается от стороны Си—РЬ в глубь тройной диаграммы. Кривая, ограничивающая область расслоения в жидком состоянии, имеет сложный характер. В точках М2 (37,5% Sb, 48,5% Си) и М3(М% Sb, 1% Си), отмечены максимумы, а в точке К — минимум при температуре 679°. В работе [41 приведена пространственная модель диаграммы. В области сплавов, богатых медью, в точке S! (28% Sb, 66% Си), протекает нонва- риантное монотектическое превращение эвтектического типа ж$г т^ аси + Р + Wst- Состав второго слоя жидкости в точке S2 отвечает содержанию 1% Sb и 1% Си. Как видно на рисунке, уточняющем кристаллизацию сплавов в свинцовом углу, кристаллизация второго слоя жидкости состава S2 идет довольно сложно. Литература 1. Schach Я.— Z. anorg. Chem., 1924, 132, 265—272. 2. Morgen R. А.у Nix F. C., Swenson L. G.— Trans. AIME, 1927, 43, 2—12. 3. Goto M.— J. Min. Metallurg. Engrs Soc. Japan, 1921, 37, 815—820. 4. Schrader A., Hanemann H.— Z. Metallkunde, 1941, 33, N 2, 49—60. 5. Hofmann W.— Z. Metallkunde, 1941, 33, N 2, 61—62. 198
Си РЬ Z0 40 4 г г" 60 М Рис. 244 Л Проекция поверхности кристаллизации диаграммы Си РЬ—Zn Медь — свинед — теллур Диаграмма состояния системы Си—РЬ—Те была изучена авторами работы [1J в области ограниченной Си—Си2Те—РЬТе—РЬ. Изученная часть системы характеризуется наличием трех областей несмешиваемости в жидком состоянии (рис. 243). В табл. 51 приведены данные, которые описывают нопвариантные превращения в изучепной части системы. Сечение Си2Те—РЬТе является квазибипарпым с эвтектическим характером взаимодействия. В равновесии с твердым раствором па основе меди в твердом состоянии могут находиться фазы Си2Те, РЬТе и РЬ. Литература 1. Gravermann //., Wallbaum H. -J.— Z. Metallkunde, 1956, 47, N 6, 433-441. Таблица 51. Ноноариантные раиноиесия в системе Си—РЬ—Те, ограниченной четырехугольником Си -Си2Те—РЬТе—РЬ Критическая точка Реакция Температура, Р, Е ж± -\ Си ^ ж2 + СиТе ж3 ^ Си2Тс + РЬТе -, ж4 жъ + Си2Те ц Си Ь РЬТе ж ^ Си + РЬ ;- РЬТе 792 025 595 325,5 Медь — свинец — цинк Диаграмма состояния системы Си—Pb—Zn была изучена практически полиостью авторами ряда работ [1—3]. На рис. 244 приведена диаграмма Си—Pb—Zn по данным авторов работы [3], которые критически использовали сведения, приведенные в более ранних работах, основываясь в основном на результатах работ [2]. Система характеризуется наличием широкой области несмешиваемости в жидком состоянии, а также отсутствием тройных соединений. Р> таблице 52 приведены сведения о понвариаптных превращениях в системе. На рис. 245 приведено изотермическое сечение системы Си—PL—Zn при комнатной температуре согласно данным работы [2]. Литература 1. Paravano N., Mazetti С, Moretti /?.— Gazz. cliim. ital,, 1914, 44 (11), 478-502. 2. Bauer О., Hansen M.— Z. Metallkunde, 1929, 21, N 5 145 151' N 6 190 196. 3. Uenglein E.y Roster W.— Z. Metallkunde, 1948, ЗИ, 391—400. Медь — селен — серебро О диаграмме состояния сплавов системы Си—So—Ag имеются ограниченные сведения. В работе [1] установлено, что между двойными 199
Таблица 52. Данные о нопвприпнтных превращениях в системе Си—Pb—Zn Фаза К Si а. ^ •V2 s2 h Yi *3 S» Va Й1 S* St 8, ?i ^ •So f2 4l 1*1), % Си, % Zn, % •w,Qi + a* ^ j/rs' + Pi niw 886° 96,8 19,0 — — 2,1 49,U C8,0 63,0 1,1 32,0 32,0 37,0 ■*S2 + P2 ^ ^2 ■" Vl ПРИ 825° 97,1 7,0 — 1,6 33,0 'i4,0 39 1,3 60,0 56,0 61,0 ж5 -[ y-2 ^ vcs' + ^i nPu 690° 97,6 2,0 — — 0,9 18,0 30,0 27,0 1,5 80,0 70,0 73,0 ж$ + 6-1 ^t vcs' + eL при 590° 97,8 1,0 — — 0,5 J0,0 24,0 21,0 1.7 89,0 76,0 79,0 ЖБь + E* ^ *% + Vl "P" 422° 97,9 0,8 — — | ft,2 1 *>2 i 13,0 2,7 1,9 98,0 87,0 97,3 соединениями Cu2Sc и Ag2Se проходит квазибинарное сечение с непрерывным рядом твердых растворов и минимумом при температуре, близкой к 700°. Литература 1. Менделеевич А. 10., Крестовников А. II., Гладов В. М.— ЖФХ, 1969, 43, № 12, 3007—3069. Медь — селен — сурьма Диаграмма состояния системы Си—Se—Sb изучена по сечению Cu.2Se—Sb2Se3 [1]. В системе образуется тройное соединение CuSbSe2, которое находится на указанном сечении. Фазовые равновесия сечения Cu2Se—Sb2Se3 описываются диаграммой состояния и одним кон- груентно плавящимся соединением CuSbSe2, которое делит его на две простые системы эвтектического типа с ограниченной растворимостью в твердом состоянии. Эвтектика ж ^ ^ Cu2Se - CuSbSe2 протекает при температуре 430 ± 2° и содержании 40 мол.% Sl>2So3, а эвтектика ж;.* CuSbSe2-f Sb2Se3 при температуре 480 ± 3° и содержании 55 мол.% Sb2Se3. Литература 1. Кулиев Р. А., Крестовников А. II., Глазов В. М.— Изв. АН ССС1\ Неорганические материалы, 19G9, 5, № 12, 2217—2218. Медь — селен — таллий О диаграмме состояния Си—Se—Т1 в литературе нет сведений. В работе [1] приведены данные о тройном соединении CuTlSe2; оно имеет следующие параметры: а = 5,83 А; с - 11,6 А; с/а 1,99. Литература 1. Hafin II., Frank G. е. а.— Z. апогр. und alls. Clicm.. 1953, 271, N 3—4, 153—170. Медь — селен — теллур О диаграмме состояния Си—Se—Те имеются ограниченные сведения. В работе [1] приведены результаты исследования сечения Cu2Se— Cu2Te. Литература 1. Rahlfs Р.—Ъ. phys. Chcm., 1936 ЦЗ], 31, 157. Медь — селен — цинк Диаграмма состояния сплавов системы Си—Se—Zn была частично изучена авторами работы [1]. Методами микроструктурного, рентгеновского анализов и тензиметрических измерений изучены сплавы следующих сечений тронной системы: ZnSe — CiuSe; ZuSe — Си; Cu2Se—Zn; ZuSe — расплав Си — Zn и ZuSe — сплав Cu2^xSe. На рис. 246 приведено изотермическое сечение при 900°. Система Си—Se—Zn характеризуется отсутствием тройных промежуточных соединений при данной температуре. На указанном сечении фазы а и |3 представляют собой фазы двойной системы Си—Zn, причем а-фаза является твердым раствором на основе меди. Аналогичный вид сечения сохраняется в интервале температур 834—902° С. В работе определены давления паров Zn и Se2 в различных областях фазовых равновесий. Литература 1. Хариф Я. Л., Вишняков А. В.— Изв. АН СССР, Неорганические материалы, 1975, 11, № 7, 1202 — 1205. 200
Медь — сера — серебро О диаграмме состояния системы Си—S—Ag имеются ограниченные сведения [1]. В системе обнаружено квазибинарное сечение Cu2S—A<r2S. Яти химические соединения образуют непрерывный ряд твердых растворов с минимумом при температуре несколько выше 600(. Литература I. Менделеевич А. /О., Крестовников А. //., Глазов В. М.— ЖФХ, 1969, 43, № 12, 3067—3069. Медь — сера — сурьма Диаграмма состояния тройной системы Си—S—Sb была изучена авторами работы [1] Рис. 243. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—Pb—Zn при комнатной температуре Рис. 246. Изотермическое сечсппе диаграммы состояния систем!^ Си—Se--Zn при 900° С Zn 70 00 Ъъ.бес- % /0 РЬ 00 <g CuMSB 20 40 00 Zn, am. °/r 00 Zn
* ffffk SS Яд, Sec. % Рис. 2V7. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Си—Ag-Sb [1] при 400° С в узкой концентрационной области по сечспию Cu2S—Sb2S3. Фазовые равновесия в сплавах этого сечения можно описать диаграммой, в которой образуется соединение CuSbS2, делящее ее на две простые диаграммы эвтектического типа с ограниченной растворимостью в твердом состоянии. Эвтектическое превращение ж £± Cu2S + CuSbS2 протекает при темпера- 120В °С 1000 80В Г ^^ ж ж + с& ОС Си.гТе 20 ПО 60 Ад^Ге, мол. % 80 Ад2Тс Рис. 248. Ликвидус и солидус политермического сечения Cu2Te—Ag2Te системы Си—Ag—Те [1]] туре 472 ± 2° и содержании 45 мол.% Sb2S3, а превращение ж ^ CuSbS2 + Sb2S3 при тем пературе 495 Hh 3° и содержании 70% Sb2S3- Литература 1. Кулиев Р. Л., Крестовников А. Н.у Глазов В. М.— Изв. АН СССР, Неоргапичоскис материалы, 1969, 5, № 12, 2217-2218. Медь — сера — таллий О диаграмме состояпия Си—S—Т1 в литературе нет сведепий. В работе [1] приведены лишь сведения о тройном соединении CuTlS2; оно имеет параметры а = 5,58А, с = ИДА и с/а = = 2,00. Литература 1. Hahn #., Frank G., Klinger W., Mayer A. D., Storger G.— Z. anorg. und allg. Chem., 1953, 271, N 3—4, 153—170. Медь — серебро — сурьма Данные по диаграмме состояния Си—Ag—Sb имеются в одной работе [11, в которой методом металлографического анализа исследовано изотермическое сечение системы при 400°, при- 202
"8 (тур* /V42 (№в) 00J- ^00 .70 (S4r)p>dU * Ш-)Р7} (то")/ ,60 Cu .40 ЩЩГ) KS0 ,20 Ч& m/v\ У0 sfsffuy/ X 41 /0 Zff (W9n, e, nz ag(*S0V /i+fszsV jp (№:№•) \ w t 4b Ui ezfy№) е3ШзУ ffff S* 00 Рис. 249. Проекция поверхностей кристаллизации диаграммы состояния системы Си—Ag—Ti [3] веденное на рис. 247. Поскольку ко времени изучения тройной диаграммы двойная система Си—Sb в области сплавов, богатых медью, была точно не установлена (особенно при концентрациях 30—40 вес.% Sb), на рис. 247 ряд областей нанесен пунктиром. В системе Си—Ag—Sb отсутствуют тройные соединения и существуют фазы, которыо имеют место в соответствующих двойных системах. К таким фазам относятся твердые растворы на основе Cu(acu), Ag(ctAc) и Sb(ctsb), фазы е (или £ по данным [2]) и е' двойной системы Ag—Sb, соединение Cu2Sb и две нерасшифрованные фазы системы Си—Sb (см. двойные диаграммы в настоящем справочнике на стр. 53). Литература 1. Guertler W., Rosenthal W.— Z. Metallkunde, 1932, 24, N 2, 30—34. _ 2. Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов. М., Металлурги здат, 1962, т. I, с. 31, 63, т. II, с. 666. 203
Ti, am. °/o Рис. 250. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы Cu-Ag Ti при 700° С [2] Медь — серебро — теллур Методом дифферепциальпого термического анализа, а также используя сравнительный метод определения теплот фазового превращения, авторы работы [1] построили линии ликвидуса и солидуса системы Си—Ag—Те. Политерми- ческое сечение Cu2Te—Ag2Te, показанное на рис. 248, является квазибинарпым. Высокотемпературные тсллуриды Ag и Си образуют между собой непрерывный ряд твердых растворов с минимумом, который соответствует составу 33—36 мол.% Си2Те и 845 ± 3\ Предполагается наличие сложного характера взаимодействия между низко- и среднетемператур- ными модификациями теллуридов меди и серебра. Литература 1. Менделеееич А. 10., Крестовников А. //., Глазов В. М-— ЖФХ, 1969, 43, № 12, 3067-3069. Медь — серебро — титан Диаграмма состояния Си—Ag—Ti подробно исследована методами термического, металлографического и рентгеновского апализов в работах [1—5]. На основании полученных результатов были построены политермические сечения [4], изотермические сечения при 700 [2], 900, 960, 1005 и 1300° [41, проекция поверхностей кристаллизации и изотермы ликиидуса [3]. На рис. 249 приведена поверхность ликвидуса системы, построенная па основании данных [1, 3], а на рис. 250 изотермическое сечение при 700 [2]. В системе Си—Ag—Ti не образуются тройные соединения, а присутствуют фазы, соответствующие двух компонентным системам: шесть фаз системы Си—Ti [TiCu;,(C); TiCu2 (A); Ti2Cu3(B); Ti3Cu4 (с); TiCu(fi) и Ti2Cu(v)l [3] и две фазы системы Ti—Ag [TiAg(ii)nTi2Ag(7)l. Соединения TiXufr) и TioAgfr) в трехком- понентиой системе образуют непрерывный ряд твердых растворов, обозначенный 7*Фаза- Кро- ме указанных фаз, в системе Си—Ag—Ti присутствуют твердые растворы на основе меди (а) и серебра (Р), а также две модификации титана— высокотемпературная (З-Ti и низкотемпературная cc-Ti. 204
В системе Си—Ag—Ti установлено существование широкой области расслаивания в жидком состоянии, которая ограничена следующими значениями компонентов: 1,5—65 ат.% Ti, 2—68 ат.% Си; 5—04,5 -лт.% Ag. Кривая расслаивания (см. рис. 249) имеет две критические точки Кх и К2. Расслаивание трехкодшопепт- ных жидких сплавов начинается в точке К2 (34 ат.% Ti, 2 ат.% Си; 64 ат.% Ag) при температуре ~1100°. Точка К! отвечает составу 9 ат.% Ti, 61 ат.% Си, 30 ат.% Ag и соответствует температуре 850', причем в этой точке составы сосуществующих жидких растворов становятся идентичными. В соответствии с рис. 249 на поверхности тройной системы можно выделить десять областей первичной кристаллизации фаз: а-твердый раствор — Спл^^Си, £-фаза — дг1в1Л^РбР7лг1, Я-фаза — e17V/iael, 0-фаза — п2Р6Ръпяп2, е-фаза — п3РъР^65щп:и б-фаза — пх5$е2пА и 6РЛР346, у-фаза — ео31еве* и 4Р3Р224, P-Ti — e3lK22PJPvn^\e3, г|-фаза — nhPxe^nb, Р-твердый раствор — ^\P\P-jeb!s.ge^ Ноивариантные превращения, в которых участвуют две жидкие фазы, протекают в системе по реакциям [31: m/lCt + Р — Ti г ж2 + у при 982°; ж3 z± жА + у + б жь + б ^ жв + е при 954°, при 900° При температуре 851° высокотемпературная -фаза % распадается по реакции [3] Я, ^. ж^ + + 6 \~ £, а при температуре 803° по звтектоид- ной реакции распадается фаза 9 : 6 ^ е + £ + + р [4]. Кроме указанных нонвариантных равновесий, в системе Си—Ag—Ti имеют место еще семь ионвариантных превращений пери- тсктического типа, протекающих по следующим реакциям (см. рис. 249): /\(960°) : ж + P-Ti zzy + л, R2(929°) : ж + г, ^y \- р, Р3(908°) : ж + у ^ б + р, /\(860°) : ж + б ^ е + р, />5(843с) : ж + е ^ 9 + р, Рв(808°) : ж + 6 ^ I + Р, Р7(783°) : ж + I д ее + р. Изотермическое сечение, представленное на рис. 250, характеризуется чередованием восьми однофазных, двенадцати двухфазных и пяти трехфазных областей. Область гомогенности у-фазы не превышает 5 ат.%; 6-фаза растворяет 5 ат.% Ag; rj-фаза —2,0 ат.% Си. Растворимость серебра в е-фазе и £-фазе составляет 2 ат. %. Изотермическое сечение при 900° и выше характеризуется наличием областей несмешиваемости. Фаза у имеет тетрагональную решетку такого же типа, как и соединение Ti2Cu и Ti2Ag, образовавшие непрерывный ряд твердых растворов. Параметры решетки у-фазы увеличиваются от значений, соответствующих параметрам решетки соединения Ti2Cu (a — 2,943 А и с = 10,77 А) до значений параметров решетки Ti.Ag (а = = 2,952 А и с = 11,85 А) [3]. Литература 1. Еременко В. //., Буянов Ю. //., Панченко П. 71/.— Изв. АН СССР. Металлы, 19G9, № 5, 200—202. 2. Еременко В. Н., Буянов 10. //., Панченко Н. М.— Изб. АН СССР. Металлы, 1969, № 3, 188—192. 3. Еременко В. #., Буянов 10. //., Панченко Н. М.— Порошковая металлургия, 1970, № 4(88), 45—48. 4. Еременко В. Я., Буянов Ю. #., Панченко П. М.— Порошковая металлургия, 1970, № 5 (89), 73—78. 5. Еременко В. Я., Буянов 10. И., Паиченко Н. М.— Порошковая металлургия, 1962, № 7 (79), 55—59. Медь — серебро — фосфор Диаграмма состояния Си—Ад—Р была исследована методами термического и металлографического анализов в области сплавов,ограниченных концентрационным треугольником Си—Ag—Си3Р [1]. Сторона этого концентрационного треугольника Ag—Cu3P является квазииииарным и представляет собой простую эвтектическую систему [1]; температура кристаллизации эвтектики составляет 796—797°, концентрация эвтектической жидкости (вес. %)— 46,2 Ag и 53,8 Си3Р (или 46,3 Си и 7,5 Р). Две другие стороны концентрационного треугольника Си—Ag—Си3Р (Си—Ag и Си—Си3Р) также являются простыми эвтектическими системами. На основании исследования трех политермических сечений с постоянным содержанием (вес.%) 10 Ag, 25 Си и 11Си3Р (или 1,55Р) было установлено отсутствие новых тройных соединений. Система Си—Ag—Си3Р является диаграммой эвтектического типа, в которой тройиая эвтектика (Си + Ag + Си3Р) затвердевает при температуре 646 + 1°, а эвтектическая жидкость содержит (вес. %) 30,4 Си, 17,9 Ag и 51,7 Си3Р (или 7,3 Р) [1]. На рис. 251 приведена проекция поверхностей кристаллизации и изотермы ликвидуса системы Си—Ag—Cu3P. Литература 1. Moser #., Frohlich К. W., Raub E.— Z. anorg. Chem., 1932, 208, N 3, 225—237. 205
ад Ж 47 00 3? 00 Рис. 251. Проекция поверхностей кристаллизации и изотермы ликвидуса диаграммы состояния системы Си Ag-P [1] Си 20 40 60 ef 80 Ад Ад,Л*.% (779°> Рис. 252. Проекция поверхностей кристаллизации диаграммы состояния системы Си—Ag— Zn [4] Медь —^серебро}—[цинк Диаграмма состояния Си—Ag—Zn была исследована в работах [1—4] методами термического, металлографического и дилатометрического [4] анализов. В системе установлено отсутствие каких-либо тройных соединений и обнаружено существование непрерывных рядов твердых растворов Р, у, е, г). Наиболее подробно диаграмма Си—Ag—Zn исследована в работе [4]. В системе протекают два понвариаптных превращения. При температуре 665° в точке Е на рис. 252 имеет место превращение эвтектического типа ж ^1 а + ах + р. Превращение перитектического типа (точка Р) протекает при температуре 630° по реакции ж + у ^± г + 6 [4]. Состав точки Е соответствует концентрации (вес. %): 20Си, 56Ag, 24Zn. Состав жидкой фазы в точке Р включает (в вес.%); 9,5Си, 26Ag и 64,5Zn. На рис. 252 показана проекция поверхностей кристаллизации системы Си—Ag—Zn, а на рис. 253 изотермическое сечение при 500° [41. В соответствии с рис. 252, в системе Си—Ag— Zn протекают одно эвтектическое превращение (в интервале 779—665° по линии ^Е) ж £_- a + + ctt и следующие семь перитектических: (902—665° по щЕ) ж-\ ат~> Р; (710-665° по пуЕ) ж + а, ^ Р; (834—601' по пъги) ж + р ^ ц у\ (700-630° по щР) ж + у ^ б; (031-630° по п3Р) ж + у ^ е; (630—000° по Рпе) ж + -+ б ^ е; (431—424° по п^пъ) ж + е ; ц. Помимо данных реакций, в системе имеет место эвтектоидное превращение 6 « -у -\- е. Фаза а — твердый раствор на основе меди, максимальная растворимость Ag и Zn в а-фазе при температуре эвтектики 665° составляет 9 вес. % Ag и 28 вес. % Zu [41. Фаза а1 — твердый раствор па основе серебра; при эвтектической температуре (665°) растворимость Си и Zn в твердом растворе ах составляет 5 и 20 вес. % соответственно [41. Фаза р системы Си—Zn и р-фаза системы Ag—Zn [5] в тройной диаграмме образуют непрерывный ряд твердых растворов, обозначенный также Р; состав р-фазы при эвтектической температуре (665°) следующий (вес. %): 23Cu; 53Ag и 24Zn [41. Фазы у двойных систем Си—Zn и Ag—Zn [51 в тройпой системе образуют непрерывный ряд твердых растворов, который при температуре перитектики (630е) имеет состав (вес.%): 12Cu; 25Ag и 63Zn [4]. Фаза е — тройной твердый раствор, образованный фазами е двойных систем Си—Zn и Ag—Zn [51; при перитектической температуре 630° содержит (лес. %) 10,5Си, 26А£ и 63,5Zn [4]. В работе [6] установлено, что решетка е-фазы является гексагональной плотноупако- вашюй. При добавлении Ag к сплавам Си— Zn, лежащим в области t-'-фазы, параметры решетки увеличиваются от а = 2,731 ± 0,004 и с = 4,284 ± 0,003 А (сплав 81,5Zn, 18,5Cu) до а = 2,815 ± 0,001 п с =- 4.419 + 0,001 А (сплав 6?о Си, 72 Zn, 22 До). Фаза ц тройной твердый раствор, образе ванный фазами г) двойных систем Си—Zn и Ag—Zn [4]. Фаза б — твердый раствор на основе б-фазы системы Си—Zn; при температуре перитектики (630°) 6-фаза содержит 11 вес.% Си, 25 гее. % Ag и 64 вес.% Zn [41. 206
Литература 1. Keinert M.— Z. phys. Chem., 1932 [A], 160, 15—33. 2. Moeller K.— Naturwissenschaft, 1939, 27, N 10, 167. 3. Weigert К. М.— Trans. АШЕ, 1954, 200, 233—237. 4. Gebhardt £,'., Petzov G., Kruass TV.— Z. Metallkun- cle, 1902, 53, N 6, 372-379. 5. Хансен К., Андерко М. Структуры двойных сплавов. М., Металлургпздат, 1962, т. I, с. 78, т. II, с. 693. 6. Moeller К.— Z. Metallkunde, 1943, 35, N 1, 27-28. Медь — сурьма — теллур Методами дифференциального термического и металлографического анализов в работе [1] исследованы фазовые равновесия в системе Си—Sb—Те. На основании построения политермического сечения между теллуридами меди и сурьмы Сц2Те—Sb2Te3l представленного на рис. 254, делается вывод о том, что система Си— Sb—Те является эвтектической с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии. В системе отсутствуют тройные соединения, а ранее предполагавшееся соединение CuSbTe3, как химический индивид, не существует. Сплав состава CuSbTe., имеет двухфазную структуру, которая характеризуется наличием первичных кристаллов твердого раствора па основе тел- лурида сурьмы и эвтектической составляющей, включающей мелкодисперсную смесь кристаллов твердых растворов на основе Си0Те (а) и Sb2Te3 (P) [1]. Литература 1. Кулиев Р. Л., Крестовников А. Н., Глазов В. М.— ЖФХ, 1969, 43, № 12, 3063—3066. Медь — сурьма — цинк В работе [1] методом металлографического анализа проведена триангуляция системы Си— Sb—Zn и установлено отсутствие каких-либо новых тройных соединений. В системе Си— Sb—Zn присутствуют фазы соответствующих двойных систем, а именно: CuZn и Cu2Zn системы Си—Zn; Cu^b и Cu2Sb системы Си—Sb; Zn3Sb2, Zn4Sb3 и ZnSb системы Zn—Sb. В соответствии с указанными фазами тройная система Си—Sb—Zn разделена на восемь простых: Си—CuZn—Cu3Sb; CuZn—CiigSb—Cn2Sb; CuZn—Cu2Sb—Sb; CuZn—Sb—CiuZn3; Cu2Zn3— Sb—ZnSb; Cu2Zn3—ZnSb—Zn4Sb3; Cu2Zn3— Zn4Sb3 Zn3Sb2 и CiioZn3—Zn3Sb2—Zn. Границы существования области твердого раствора па основе меди (а) определялись п работах [1,2] методом металлографического и термического анализов [2]. По данным [1] область гомогенности а простирается от границы растворимости Sb в Си (8 вес. % Sb) до границы растворимости Zn в Си (38 вес. %). На рис. 255 показано политермическое сечение, построенное на основании результатов работы [2], которое дает представление о положении области а-твердого раствора в трех- компонентяых сплавах с отношением Си : Zn = = 70 : 30. С понижением температуры растворимость Sb в твердом растворе медноцинковых сплавов уменьшается и при 200° не превышает 0,015 вес.% Sb. Фазы р и е являются фазми двойной системы Си—Sb. Литература 1. Keese ИЛ— Z. Metallkunde, 19Я6, 28, N 3, 58 63. 2. McLean /)., Northcott L.— J. Inst. Metals, 1946, 72, N 8, 583—619. Медь — таллий — теллур Диаграмма состояпия Си—Т1—Те полностью не изучена, исследовано только сечение, проходящее через двойные соединения Си2Те и Т12Те. На основании данных дифференциального термического и металлографического анализов, а также измерения микротвердости в работе [1] было построено сечение Си2Те— Т12Те3, приведенное на рис. 256. В трехкомпо- нентной системе обнаружены два новых тройных соединения; соединение СиТ1Те2 и соединение предполагаемого состава Сц3Т1Те3. Оба соединения образуются по перитектическим реакциям: при температуре 300° ж -f- Cu3TlTe3 ^* £± СиТ1Те0, при температуре 400° ж + Си2Те ^1 ^ Cu3TITe3. Кривая ликвидуса на рис. 256 состоит из четырех ветвей первичной кристаллизации фаз Си2Те, Си3Т1Те3, СиТ1Те2 и Т1Тс. Температура 200° соответствует температуре образования тройпой эвтектики ж ^± Т1Те + Т12Те -(- + CuTITe2. Горизонталь при 550° соответствует полиморфному превращению в соединении Си2Те. Кристаллическая структура фаз СиТ1Те2 и Си3Т1Те3 не приводится. Литература 1. Ковалева И. С, Кранчевич К. С, Никольская Г. Ф. — Изв. АН СССР, Неорганические материалы, 1971, VII, № 5, 865-867. Медь — тантал — хром Диаграмма состояпия Си—Та—Сг пе исследовалась. Имеется указание о существовании соединения ТаСг1т 5Cu0,6i представляющего собой фазу Лавеса [11. Решетка ТаСгЬБСи015 гексагональная, типа M^Zn2; параметры решетки а = 4,856 А, с =- 7,927 А. Литература 1. Кио К.— Acta metalling, 1953, 1, N 6, 720—724. 207
40 00 CuzTe ZO 40 60 80 SbzTc3 253 254 то 000 200 Cu7Te 20 40 00 00 Т1гТе3|/улю- % 256 Рис. 253. Изотермическое есчеиис диаграммы состояния системы Си—Ag— Zn при 500 С [4] Рис- 254. Полнтермическое сечениеСи2Те—SboTc3системы Си- Sb—Тс [1] Рис. 255. Полнтермическое есчеиис диаграммы состояния системы Си -Sb— Zn с от но шеи нем Си : Zn как 70 : 30 [2] Рис. 256. Полнтермическое сечение CuVTe -Tl2Te3 системы Си -Те—Т1 [1] Медь — теллур — хром О диаграмме состояния системы Си—Те—Сг в литературе сведении пет. В раПоте [1] имеется указание на существование тройного соединения СиСг2Те4, которое относится к тройным халькогенидам со структурой шпинели. /000 000 200 / 2 Sh,0M% 255 Литература 1. Цитируется Hahn #., Frank С, Klinger 1У., Stor- ger A. D., Storger С — Z. anorg. Chem., 1055, 279, 241—270. Медь — титан — хром Диаграмма состояния системы Си—Ti—Сг исследована в области медного угла в пределах концентраций от 0,1 до 20?о Ti и от 0,05 до 0,8 вес. % Сг с помощью микроскопического и рентгеновского анализов. Построены изотермы солидуса системы, изотермическое сечение при 1020° (рис. 257) и два политермических сечения при содержании 0,2 и 1,0 вес. % Ti (рис. 258). В равновесии с а-твердым раствором на- основе Си находятся фазы Р(Сг) и ^(TiCug), присутствующие в двойных системах Си—Сг и Си—Ti.
Си о\о .О /7 /? /- С* Ц"Г л */ / ' / / ш /а f. /*+/* / // / / i / / 1 /ж+ес+Д ' / Г / / / ' / / ' / ) /ж+сС / ~~7 / ~ г / °с 1100 1000 900 800 700 600 к: ос / +— опфГа*7 ак - Р I I ж+сс+р I сс+р+у %* 2,я Cuf/%Tt 0.Z 0,4 0,6 0,8 ft0 Сг/гс.% ' Рис. 257. Изотермическое сечение диаграммы состоя- Рис. 258. Политермнческое сечение диаграммы состояния системы Си—Ti—Сг при 1020~ С [1] ния системы Си—Ti -Сг при постоянном содержании 1,0 вес.% Ti [1] •~а Рис. 259. Проекция поверхностей кристаллизации ?иаг- раммы'состояния системы Си—Ti- Zn [1] Zn, flee % Рис.1 260. Нзотермическое'ссченис диаграммы состояния Ti до 1 % снижает растворимость Сг с 0,45% системы Cu-Ti-ZnTnpH комнатной температуре [1] (для двойных сплавов Си—Сг) до 0,3%. Эта закономерность наблюдается и при более низ- Показаио, что при содержании Ti до 0,8% с ™х температурах, областью а-растворов на основе меди граничит двухфазная область a + Р(Сг), а при содержании Ti более 0,8% ниже 700° появляются две новые фазовые области: a + y(TiCu3) и а + + (3 (Сг) + y (TiCu3). Установлено, что в системе Си—Ti—Сг добавки Ti уменьшают растворимость Сг в Си в твердом состоянии, а добавки Сг уменьшают растворимость Ti в Си. Так, при 1020° добавка исследована в области, прилегающей к двойной Литература 1. Осинцев О. Е., Захаров М. #., Федоров В. Н.— Изв. вузов. Цветная металлургия, 1970, № 3, 106—109. Медь — титан — цинк Диаграмма состояния системы Си—Ti—Zn 14 Двойные системы 209
системе медь—цинк и ограниченной изокон- центратой с содержанием титана 25 вес. % [1]. В системе обнаружено тройное соединение Cu2TiZn, которое, по предположению авторов, образуется с открытым максимумом затвердевания около 950° С. На рис. 259 приведена проекция поверхностей кристаллизации, построенная на основании микроструктурного анализа литых сплавов. Точка тройной эвтектики Е лежит приблизительно при 10% Ti, 32% Си и 58 вес.% Zn. Кристаллизация в этой точке заканчивается образованием смеси фаз у, TiZn2 и Cu2TiZn. Реакции четырехфазных попвариантпых равновесий в точках Р1—Р9 и в точке Е следующие: 1\:ж + TioCu7^ a + Ti2Cu3 Р2: ж + TioCug ^ а + Cu2TiZn Р9: ж + а ^ р 4- CuaTiZn 1\ : ^ + Р ^ у + Cu>TiZn Ръ:ж + 2п ^tE + TiZnt5 Ръ : ж + TiZu16 ^ е + TiZn5 Р7:ж + TiZn6 ^ е + TiZn3 Р8:ж + г ^ у + TiZn3 Р9: ж -f TiZn3 ^ у + TiZn2 Е :ж<± у -+- TiZn2 + Cu2TiZn Ha рис. 2G0 представлено изотермическое сечение при комнатной температуре, построенное на основании микроскопических и рентгеновских исследований. 13 равновесии с а-твердым раствором на основе меди находятся фазы |3, Ti2Cu7 и тройное соединение Cn2TiZn. Тройная фаза Cu2TiZn имеет область гомогенности и находится в равновесии с фазами а, (3 и у двойной системы Си—Zn, с фазами Ti2Cu7, Ti2Cn3 и TiCu системы Си—Ti и с фазой Ti/n2 из системы Zn—Ti. Тройная фаза Cu2TiZn имеет структуру CsCl (типа В2) с параметром решетки а = 2,95 кХ. Литература 1. Heine W., Zwicker U.— Z. Metallkunde, 1962, 53, N 6, 386—388. Медь — фосфор — хром Сплавы системы Си—Р—Сг исследованы в очень незначительной степени рептгеповским методом [1]. Установлено, что сплавы разреза Си3Р—Сг3Р не образуют никакой области взаимной растворимости. Сплавы разреза при 33,3 ат. % Р являются, в основном, двухфазными и содержат Си3Р и СгР. Авторы высказывают предположение, что последнее обстоятельство является признаком образования тронной фазы. Литература 1. Nowotny #., Uenglein Е.— Monatsh. Chem., 1948, 79. 385—393. Медь — фосфор — цинк Диаграмма состояния системы Си—Р—Zn изучена в области Си угла до ~ 50,0 вес. % Zn и 8,0 вес. % Р методами термического анализа [1]. Построена проекция поверлности кристаллизации системы Си—Р—Zn (рис. 261). Ликвидус системы в исследованной области концентраций состоит из 4-х областей первичной кристаллизации: а — твердого раствора Zn и Р в меди (Cu^fCD), соединения CiigP^j/s/") фосфида Zn неизвестного состава (EECВ) и Р-твердого раствора Zn иРв Cn(DCB). В системе обнаружена тройная эвтектика Е, состоящая из фаз а, Си3Р и фосфида Zn неизвестного состава. Температура плавления эвтектики 090% состав —32,5% Zn и GcoP. Линия моповарпант- пого равновесия ехЕ разделяет области твердого раствора а и соединения- Си;,Р; при ;>том по данным настоящего исследования состав точки ех двойной эвтектики в системе Си—Р соответствует содержанию 8.38 вес. % Р, а эвтектическая температура равна 714L С. Характер равновесий по линиям ВС, DC и ЕС в работсГнс указан. Ход изотерм ликвидуса показывает, что добавление Р понижает температуры плавления сплавов Си—Zn. Литература 1. Lindlief W. Е,— Metals and Alloys, 1933, 4, Н5-88. Медь — хром — цинк Сплавы системы Си—Сг—Zn исследовались микроструктурным методом в работах 1, 2. При изучении влияния Zn на сплав Си — 1 % Сг установлено, что уже при 5 вес. % Zn в тройной системе Си—Сг—Zn имеет место перитек- тическое равновесие fl]. Авторами работы [2| исследовано влияние Сг на сплавы Р-области системы Си—Zn (~ более 45 вес. % Zn) и показано, что сплавы, содержащие до 3% Сг, однородны. Изучалась также растворимость хрома в сплавах Си—Zn, содержащих 30 и 36 вес. % Zn [1J; было установлено, что ниже 800° в этих сплавах растворяется менее 0,1 вес. % Сг. Литература 1. Alexander W. О.— J. Inst. Metals, 1939,64,93—100. 2. Carpenter М. С. II. - .1. last. Metals, 1912, 8, 59 73. 210
/0 20 J0 40 J0 60 70 In, бее. % прилегающих к медному углу, а именно, per системы Си—Сг fl—5] и богатая медью мсдпо- циркониевая фаза системы Си—Zr, для которой в работах [1—4] принимается формула ZrCu3, а в работе [5] — Zr2Cu9. Изотермические сечения ниже 950° (одно из которых приведепо на рис. 262) характеризуются четырьмя фазовыми областями «cm « + + Per, a + 7zrCn3 и а + Р + у [4]. По данным работы [5] в медном углу системы Си—Сг—Zr проходит иопвариантное четырех- фазпое равновесие эвтектического типа ж ^ ^ «Си + Per + Zr2Cu9 при температуре 963° С. Точка тройной эвтектики находится при 0,5 ат. % Сг и 7,8 ат. % Zr. Есть также указание, что точка тройной перитектики находится при 0,6 ат. % Сг и 10,8 ат. % Zr. В работе [5] был проведен расчет диаграммы состояния системы Си— Сг—Zr во всей области концентраций. Совместная растворимость Сг и Zr в меди увеличивается при повышении температуры; если при 700° в Си растворяется до 0,1 % Сг и до 0,1 % Zr, то при 950° С растворимость повышается до 0,4 о/0 Сг и 0,3% Zr [41. Литература 1. Захаров М. В., Степанова М. В., Глазов В. М.— МпТОМ, 1^56, № 3, 23—27. 2. Захаров М. В., Степанова М. В., Глазов В. М. МнТОМ, 1957, № 3, 23-24. 3. Kairakatsu /., Suzuki П., Kitano H.— J. Japan Inst. Metals, 19G7, 31, 1253—1257. 4. Федоров В. II., Захаров М. В., Осипцев О. £., Кучеров В. #.— ЖФХ, 1972, 46, № 1, 181—182. 5. Роднянская Л. Л. Автореферат канд. диссертации на тему: «Исследование сплавов и термодинамический расчет диаграмм состояния систем Си — Сг — Zr и Си — Сг — Zr — Са. М., МИСнС, 1977. Рис. 261. Проекция поверхностей кристаллизации и изотермы ликвидуса диаграммы состояния системы Си-Р- Zn [1] 0,2 0.6 /,0 /Л iv, бее. °/о \j Рис. 262. Изотермическое сечение медного угла диаграммы состояния системы Си—Сг—Zr при 700° С [1] Медь — хром — цирконий Диаграмма состояния системы Си—Сг—Zr исследована в области медного угла методами микроскопического, фазового рентгеновского, дифференциального термического и микрорепт- геноспектрального анализа [1—5]. В ранних: работах [1—3] утверждалось наличие квазиби- парного разреза Си—Cr2Zr, однако в более поздних исследованиях [4, 5] этот разрез не был найден. Тройных фаз в системе не обнаружено. В равновесии с а-твердым раствором на основе меди находятся фазы двойных ci стем, 14* 211
Се, am. % Рис.г 263. Проекция ^поверхностей кристаллизации системы Си—СсСив—ZrCu3i[lJ fflj p 07OZ 0,03 0,!0 Cef ат. % Рпс. 2G4. Изотермические сечения медного угла диаграммы состояния системы Си -Се—Zr при 800 и 20° С [2] Медь — церий — цирконий Диаграмма состояния системы Си—Се—Zr исследована в области Си угла, ограниченного соединениями СеСиу и ZrCu3, т. е. до концентрации Се —14,3 ат. % (26,9 вес.%) и Zr —25 ат. % (32,4 вес.%) [1, 2]. Использовались методы микроструктурного, дифференциального термического анализов, измерения микротвердости и электросопротивления. В исследованной области концентраций тройных соединений не обнаружено. Построено четыре политермических сечения: три лучевых (с соотношениями Се и Zr, равными 3 : 1, 1 : 1 и 1 : 3) и одно сечение, ^проходящее через соединения СеСп0 и ZrCu3. Найдено, что сечение CcCue— ZrCu3 является квазибинарным с эвтектическим превращением ж £± CeCu6 + ZrCu3 при температуре 890 ± 5° С и содержании 20 мол. % ZrCu3 (11,9 всс.%). По данным двойных диаграмм Си—Се и Си—Zr и четырех политермических сечений построена проекция поверхностей кристаллизации системы Си—СеСи6— ZrCu3. Ликвидус системы Си—СеСис—ZrCii,, (рис. 263) состоит из трех поверхностей первичной кристаллизации: ее -- твердого раствора на основе меди (Си^/^Си), соединения CcCu6(CeCuGe1£,^3CeCue) и соедипепия ZrCu3(Zi-Cu3^2£,e3ZrCu3). В системе Си—CcCufi—ZrCu3 протекает эвтектическое превращение ж ^ а + CeCu6 + ZrCu3 при температуре 840 ± 5° С и концентрации точки тройной эвтектики Е: 91,06 ат. (83,69 вес.) % Си; 7,25 ат. (14,1 вес.) °0 Се; 1,69 ат. (2,21 вес.) % Zr. Изотермические сечения медного угла диаграммы состояния Си—Се—Zr при 800° и 20° С даны на рис. 264. В равновесии с тройным а-твердым раствором на основе Си находятся фазы СеСи6 и ZrCu3. Определена раздельная и совместная растворимость Се и Zr в меди. Растворимость Се в Си при температурах 850, 800 и 20 С равна соответственно 0,10; 0,045 и 0,03 ат. %, а растворимость Zr в Си при тех же температурах составляет 0,10; 0,04 и 0,015 ат. °о. Точка совместной растворимости Се п Zr в меди при 800° соответствует 0,023 ат. % Zr и 0,022 ат. % Се, а при 20°—0,0125 ат. % Zr и 0,0125 ат. % Се. Литература 1. Корольков А, М.уЛысова Е. В., Гулей Л. С,— Изв. АН СССР. Металлы, 1971, № 6, 184—189. 2. Корольков А. М-, Лысова Е. В.— В кн.: Структура и свойства легких сплавов. М., «Наука», 1971, с. 17-20. 212
Ill ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ ЧЕТВЕРНЫХ И МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ Медь — алюминий — железо — марганец Система Си—А1—Fe—Mn исследовалась в работах [1—4]. Методами термического и металлографического анализов и измерением микротвердости сплавов изучен модный угол диаграммы состояния системы Си—Al—Fe—Mn на сплавах, содержащих до 20% А1, до 15% Мп и 5% Fe [1]. Построены изотермы ликвидуса (рис. 265) и солидуса сплавов с постоянным содержанием около 2% Fe. Ликвидус и солидус снижаются при увеличении содержания марганца и алюминия, при этом несколько возрастает интервал кристаллизации. В структуре изученных сплавов обнаружены фазы а, Р и у тройной системы Си—А1—Мп [2], а также новая фаза — железистая составляющая [Fe]. Фазы а, Р и у в четверной системе имеют более сложный состав, так как содержат железо, входящее в состав твердых растворов. Построены сечения изотермических тетраэдров 400, 500, 600, 700 и 850° для сплавов, содержать 0,5, 1, 2,3 и 5% Fe. Сечение с 0,5% Fe при 850° нроходит череэ объемы ее-, (а + Р)- и р-фаз. При понижении температуры до 700 и 600° практически не изменяется область а-фа- эы, расширяется поле а + Р, сужается область Р-твердого раствора и появляется новая фазовая область р + у. При 500 и 400° сечения с 0,5% Fe проходят через объемы а-, (а + |3)~, Р-, (Р + Yh (а + уУ и (а + Р + Т)-Ф*з. Увеличение содержания железа до 1 % вызывает появление новой фазы [Fe]. Сечения изотермических тетраэдров при 850° с 1, 2, 3 и 5% Fe проходят через объёмы ее + [Fe], а + + р + [Fe] и р + [Fe]. При 700 и 600° в изученных сплавах происходит расширение областей а + [Fe] и а + р + [Fe] и сужение области Р + [Fe]. Указанные сечения проходят при этих температурах через новую фазовую область р + у + [Fe]. Дальнейшее понижение температуры изотермического отжига до 500 и 400° приводит к значительному сужению области р + [Fe], изменению полей а + [Fe], а + Р + [Fe], а + у + [Fe] и появлению двух новых фазовых областей а + у + [Fe] и а + + Р+Y+ [Fe]. Изотермические разрезы с 5 % Fe при различных температурах приведены на рис. 266. Следует отметить, что введение железа в сплавы системы Си—А1—Мп вызвало значительное смещение фазовых областей. Железо стабилизирует а-фазу и тормозит образование Р-твердого раствора. В работе [3] приводятся результаты исследования богатых алюминием сплавов (более 70 вес. % А1) системы Си —Al—Fe—Мп по построению диаграммы плавкости, представленной в виде проекции на концентрационный треугольник Си—Fe—Мп. В неравновесных сплавах системы Си—А1— Fe—Мп Келлером и Вильсоном [4] обнаружена четверная фаза неопределенного состава, являющаяся производной от нестабильной тр ой пой фазы со (AlCuFe). Четверная фаза образуется при частичпом замещении железа на марганец. В равновесных сплавах эта фаза не обнаружена. Литература 1. Рому В. Г. Труды Ленпнгр. полнтехп. пн-та, 1904, № 234, с. 62—68. 2. Рому В. Г. Труды Леннпгр. полнтехп. ипститута, 1964, № 234, с. 57—61. 3. Phragmen G.— J. Inst. Metals, 1950, 77, 489—551. 4. Цит: по Mondoljo L. F.~ In: Metallography of Aluminium Alloys. N. Y., 1943, p. 123. Медь — алюминий — железо — кобальт В системе Си—А1—Fe—Со методами металлографического и рентгеновского анализов, а также химическим анализом первичных кристаллов, выделенных из медленно охлажденных сплавов, показано, что тройные фазы Г (СоСи) и Т (FeCu) образуют непрерывный ряд твердых растворов [1]. Фаза Т (СоСи) имеет идеальный состав СоСи2А17 с некоторой областью гомогенности [1]; такой состав соответствует изоморфной ей фазе Т (FeCu) в отличие от работы [2], где путем экстраполяции для фазы Т (СоСи) получен состав Со2СиБА113. 213
метрического fl], рентгеновского [41 анализов и измерением электросопротивления [1], твердости [1] и электродных потенциалов [4] изучены богатые медью [1—3] и богатые алюминием [4] сплавы. В работе [1] в результате изучения сплавов, содержащих 2—11 вес. % А1, 1,5, 3,5 и 4,5 вес.% Fe при постоянном содержании 4,5 вес. % Ni, определен ликвидус и солидус исследованных сплавов (табл. 53), а также граница ос-медного твердого раствора (табл. 54). Таблица 53. Температура ликвидуса и солидуса медных спласов, легированпых алюминием, никелем и железом Рис. 265. Изотермы ликвидуса системы Си—Al Fc—Ми с 2% Fe Литература 1. Haynor G. V., Ward В. /.— J. Inst. Metals, 1957, 86, 182-184. 2. Pfeil Р. С. W., Bay nor G. V.— Proc. Roy. Soc. London, 1949, A197, 321. Медь — алюминий — железо — никель В системе Gu—Al—Fe—Ni методами микроструктурного [1—4], термического [1], дилато- 4ff(7° Легирующие элементы Al 2,10 4,35 0,00 8,93 11,10 2,30 Т37 6,20 2,42 Ni 4,40 4,50 4,50 4,00 4,5) 4,45 4,40 4,50 4,38 , вес. % F* 1,53 1,38 1,44 1,32 1,38 2,00 2,58 2,03 4,50 Температура, °С Начало кристаллизации 1120 1110 ИШ 1088 107'i 1145 1118 1 100 1150 Конец кристаллизации 10% Ю88 1О08 — 1040 1119 1090 1079 — Железо несколько повышает точки начала и конца затвердевания тройных сплавов системы Си—Al—Ni, но в пределах до 1,5 вес.% оно не оказывает заметного влияния на изменение границы твердого раствора. Рис. 26G. Изотермические сечения диаграммы состояния системы Си—Al—Fe—Мп с 5% Fe при 400, 500, 600,700 и 850° С 214
Таблица 54. Граница твердого раствора ос Легирующие элементы А1 2,10 4,35 0,00 8,!>3 2,45 'i,36 8,58 Ni 4,40 4,56 4,50 4,00 4,32 4,20 4,30 вес. % Fe 1,53 1,38 1,44 1,32 3,00 3,57 3,00 Температура границы твердого раствора, °С 025 710 700 8G0 G35 725 875 В работе [2] изучен фазовый состав сплавов, содержащих (в вес. %) 8—12 А1, 4— ("> Ni и 4—(> Fe, в закалепном с температур 1000, 900, 800, 700, 600, 50U, 400, 300, 200 и 100~ состояниях. В исследованных сплавах установлено присутствие фаз а, |3, 6 (фазы богатой медью части двойной системы Си—А1 [3]) и К (твердый раствор между соединениями AJNi и AlFe). Твердый раствор па основе меди — а имеет неупорядоченную ГЦК структуру, Рфаза — неупорядоченную ОЦК структуру, fi-фаза — структуру типа у-латупи и /f-фаза — ОЦК структуру. Установлены приблизительные схемы фазовых равновесий, представленные рядом изотермических сечений с постоянным содержанием алюминия, и политермических сечений с постоянным содержанием никеля и железа (рис. 2(57). Сплавы с 8—9%А1 при 1000° состоят из а- и Р-фаз, а при низких температурах — из а и К. Сплавы с 10% А1 состоят из |3-фазы при 1000', винтер нале 800—90U — из а, Р и К, a при более низких температурах из а и А7. Сплавы, содержащие 11—12% А1, представляют собой Рфазу при 1000° и изменяются через Р f А' к а -| ft + К структуре в интервале 800—60О , которая окончательно сменяется при понижении температуры на а + К + 6 . Результаты исследования [4| подтверждают данные работы [2]. В области богатых алюминием сплавов [5] построено два сечения изотермического тетраэдра при 530° с постоянным содержанием алюминия 90 и 85 вес. %. Показано, что соединение FeCn2AJ7 растворяет о, 5 вес. % Ni, замещающего железо, а соединение NiCu3AlG растворяет 0,8 вес. % Fe, замещающее никель. Литература 1. Смирягин А. //.- Изв. СФХА АН СССР, 1940, 16, вып. 2, 180—190. 2. Cook М.ч Fentiman \\. Р.щ Davis £.— J. Tnst. Metals, 1951 — 1952, 80, N 8, 419—430. 3. Хансен Л/., Андерко К. Структуры двойных сплавов, т. I. М., Металлургиздат, 1962, с. 100—106. 4. McKeown /., Mends D. N., Bale E. S., Michael A. /).— J. Inst. Metals, 1954—1955, 83, 69—79. 5. Raytior G. У., Ward B. /.— J. Tnst. Metals, 1957, 86, N 3, 135—144. Медь — алюминий — индий — марганец В системе Си—А1—In—Мп рентгенографически изучен фазовый состав сплавов по разрезу АШнСн2—1пМнСп2 (сплавы Гсйслсра). Эти ии- термсталлиды образуют непрерывный ряд твердых растворов, период кристаллической решетки которых (тин AlMnCu2) непрерывно возрастает от 5,95 \ до 0,2 А. Изучены также магнитные свойства сплавов [1]. Литература 1. Valentiner S.— Naturwissenschaften, 1974, 34, 123— 124. Медь — алюминий — литий — магний Построена диаграмма плавкости системы А1—Al2CuMg(S) — AI2CuLi(771), представляющая собой квазитройпой разрез четверпой системы Си—Al—Li—Mg по данным политерми- ческих сечений с постоянным содержанием алюминия 80, 70 и 50 ат. % [1]. Диаграмма плавкости эвтектического типа; температура эвтектики ж ^ а + S + Тх при 505 dz 10' С. Обнаружено четыре области пер- вичпого выделения фаз: алюминиевого твердого раствора, фазы 7\, фазы S и фазы U. Фаза S образуется иикопгруентпо по реакции ж + + AlCuMg (фаза U) ^± S. Политермическое сечение системы при 50 ат. % А1 показано на рис. 268. Из-за угара магния и лития оно несколько сдвинуто в сторону большего содержания алюминия. Литература 1. Шамрай В. Ф., Фридляндер И. Я.— Изв. АН СССР, Металлы, 1969, № 5, 174—179. Медь — алюминий — марганец — никель В системе Си—А1—Mn—Ni рентгенографическим анализом исследован [1] фазовый состав богатых медью литых и отожженных сплавов, содержащих 1 вес. % Мп, 2, 3,4 и 6 вес. % А1 по разрезам с отношением никеля к меди от 1,51 до 2,34. Большинство сплавов помимо ГЦК твердого раствора содержат вторую пепроин- дицированную фазу. Металлографически исследовано [2] восемь сплавов четверной системы Си—А1—Мп—Ni на разрезе Ni4MnuAl60—Си2Мп3А12о в медленно охлажденном от солидуса и отожженном при 500° С состояниях. Установлен непрерывный ряд твердых растворов между фазами 215
6Ni 6Fe ONi DFb IV XI V+p 1 i _. j -I ex.+6 _L 11 12 8 9 10 11 h\y8ec°/o 11 12 7 8 9 10 11 пни никеля и железа в пределах 4—6 всс.% Рис. 267. Политсрмпчсскис сечения диаграммы состоя- rNi имеют состав (в ат. %) 52 А1 — 40Си — иия системы Си—А1— Fe—Ni при постоянном содержа- gzn? 27A1 — 47Cu — 26Zn и 59А1 — 32 Си — 9Ni соответственно. Фаза Т имеет ОЦК решетку типа W с сверхструктурой CsCl, фазы Т' и Jni имеют сложную кубическую или, псевдокубическую структуру. Выше 250° С фазы Т, Г и Тт образуют непрерывный ряд твердых растворов. Ниже 250° появляется гетерогенная область. Сечение при 175° представлено на рис. 269. °с 650 600 550 500 ж + U ^5> /^ C6 + S / у/' ж +S 1 505 ±10° жч-са- Ту ж+ S+Tf ж +Tf ж+<х+ТЛ1 V <**£] Литература Arndt П. #., Moeller A'.— Z. 51, 14 10, 596—600. Mclallkundc, 1960, О 10 15 20 li}am.0/o Рис. 268. Политермическос сечение диаграммы состояния системы Си—А1—Li -Mg с постоянным содержанием 50 вес.% А1 Т (MnNi) и Т (MnCu). Небольшие количества фазы А12Си в эвтектической форме были обнаружены в сплаве, содержащем 2% Мп, 3,6 % Си и 4%Ni. Количество этой фазы возрастает с увеличением содержания меди. Литература 1. Wood L. Л— J. Amer. Chem. Soc, 1930, 52, 3833— 3838. 2. Raynor G. V., Faulkner С i?.— J. Inst. Metals, 1958, 86, N 7, 323-324. Медь — алюминий — никель — цинк В системе Си—А1—Ni—Zn методами рентгеновского и микроскопического анализов изучены сплавы квазитройного сечения Т — Тт — Ту образованного Г-фазами систем А1— Cu-Zn и Al-Cu-Ni [1]. Фазы Г, Т и Медь — алюминий — палладий — серебро Изучены сплавы системы Си—Al-—Pel—Ag, расположенные по разрезу Pd2AlCu—Ag, методами микроструктурного, дифференциального термического, рентгеновского анализов, а также методом измерения микротвердости сплавов [1]. Фаза PdoAlCu и серебро ограниченно растворяются друг в друге в жидком и твердом состояниях. Температура мопотектической реакции — распада жидкости, богатой соединением Pd2AlCu, на богатую серебром жидкость и твердый раствор на основе соединения PdoAlCu — составляет 1007°. Эвтектический распад жидкости, богатой серебром, на твердые растворы на основе соединения PdoAlCu и серебра происходит при температуре 832е. Установлено, что соединение Pd2AlCu претерпевает полиморфные превращения при температурах 82Г> и 335°. При температурах 618° и 296° сплавы сечения Pd2AlCu—Ag претерпевают превращения в твердом состоянии вследствие наличия полиморфных превращений у соединения PdoAlCu. Л нтерат> ра 1. Пантелеймонов Л. А., Губиева Д. П.. Серебряная И. Р., Зубепкп ВВ., Ложа рений L>. A.— Вести. Моск. ун-та. Химия. 1972, № 4, 420- 423. 216
Медь — бериллий — никель — титан Сплавы системы Си—Be—Ni—Ti подробно изучены в богатой медью области с концентрацией до 3,5% Ni и 0,5 %Ве при постоянном содержании титана 0,15 вес. %. Кроме того, для установления природы избыточных фаз изучали сплавы, содержащие до 13% Ni, до 2% Be и до 1 %Ti. Исследование проводили методами микроструктурного, термического, рентгеновского анализов, изучена также микротвердость сплавов. Солидус сплавов определяли методом закалки и микроскопического исследования или методом дифференциального термического анализа [1, 2]. Построено два политермических сечения (рис. 270) системы Си—Be—Ni—Ti из медпого угла; 1) с постоянным содержанием 0,35 % Be и 0.15 °о Ti при переменном содержании никеля от 0 до 3,5%; 2) с постоянным содержанием 1,5 % Ni и 0,15 %Ti при концентрациях бериллия от 0 до U,5%. Введение в сплавы 0,15 %Ti понижает температуру солидуса тройных сплавов па 0^8°. Прибавление каждого весового процента никеля к сплаву Си — 0,35% Be — 0,15 ?oTi повышает солидус системы примерно на 4—5е, а прибавление каждой десятой доли процента бериллия к сплаву Си — 1,5%, Ni — 0,15% Ti понижает солидус сплавов примерно на 15°. В структуре исследованных сплавов обнаружены следующие фазы: а — твердый раствор никеля, бериллия и титана в меди; 6 — твердый раствор на основе химического соединения NiBe; p и у — твердые растворы на базе соединения СиВе; химическое соединение Ni3Ti. Обобщая данные микроскопического и рентгеновского анализов, а также метода микротвердости, построено четыре изотермических сечения пространственной диаграммы первичного разреза Си—Ni—Be + 0,15 %Ti при 950, 850, 700 и 500° (рис. 271). Сечение при 950° проходит через фазовые области а и а + б (NiBe). При понижении температуры до 850 и 700° область медного твердого раствора резко сужается и появляются две трехфазные области а + + р (СиВе) -! 6 (NiBe) и а + б (NiBe) + + Ni3Ti, разделенные соответствующими двухфазными. При температуре 500° вместо р (СиВе) в равповесии с медным твердым раствором находится у (СиВе). Максимальная растворимость пикеля и бериллия в меди с 0,15%Ti для сплавов разреза (Си J- 0,15%Ti) — NiBe при 1015° составляет 3,5%NiBe (3,03 %Ni +0,47% Be), при 850° — 1,2% NiBe (1,04% Ni +0,16% Be), при 700° — 0,45%NiBe (0,39 %Ni + 0,06%Be) и при 500° — 0,25% NiBe (0,22 %Ni + 0,03 %Be). При температурах выше 800—850° предельная концентрация никеля и бериллия в медном твердом растворе сплавов Си—Ni—(Be + + 0,15 %Ti) приблизительно соответствует концентрации легирующих компонентов в медном твердом растворе системы Си—Ni—Be. При более низких температурах растворимость никеля и бериллия в меди с 0,15 %Ti становится меньше, чем растворимость в чистой меди, а при 500° она уменьшается примерно в 2—2,5 раза по сравнению с чистой медью. Это приводит к увеличению содержания б-фазы в структуре четверных сплавов. Параметр решетки сс-фазы, рассчитаппый по максимуму отражения от плоскости (331), в зависимости от состава (до 3,5%Ni, до 0,5%Ве, 0,15 %Ti) может меняться от 3,6050 до 3,6148 ± dh 0,0002 А. Фаза 6 (NiBe) имеет ОЦК решетку с параметром а = 2,61 А, рассчитанным по углам отражения от плоскостей (НО), (111) и (200). Фаза у (СиВе), устойчивая при температурах ниже 600—650°, имеет ОЦК решетку с параметром а = 2,70 А, подсчитанным по максимумам (НО) и (111). Литература 1. Кучеров В. И.j Захаров М. В., Кузнецов Г. Л/., Федоров В. II.— Изв. вузов, Цветная металлургия, 1969, № 6, 84—89. 2. Кучеров В. П., Авторсф. дис. «Исследование структуры и свойств сплавов системы медь — никель — бериллий — тптав». М.. 1967, (МИСиС). Медь — галллй — германий — селей В системе Си—Ga—Ge—Se методами микроструктурного, рентгеновского и термического анализов изучены сплавы политермического разреза Ga2Se3—Cu2GeSe3 (рис. 272). Установлено протекание перитектической реакции при 850° и образование широкой области твердых растворов с тетрагональной структурой на основе соединения Cu2GeSe3. Указывается, что Ga2Se3 растворяет до 15% CuGeSc3 [1]. Литература 1. Маслянко Р. Л., Маркус М. М.— В сб.: Исследование сложных полупроводников. Кишинев, 1970, с. 154—157. Медь — железо — марганец — никель Сплавы системы Си—Fe—Mn—Ni изучены в работах [1, 2]. Авторами [1] методом термического анализа изучены сплавы по разрезам с 10, 20, 30, 40, 50, 60 и 70 вес. % Мп. Определены температуры ликвидуса и солидуса, представленные в виде проекций на сечения с постоянным содержанием марганца (рис. 273), 217
°с 1100 woo 900 800 700 600 a-^(NiBe)+-Ni3Ti ce+/7(NiBe)*-/?(CuBe)-/- - Be) ' z&C */(Cu ^(NiBB^(CuBe) ^L"+/{CuBe) U 111 lJ | ж 1 ' ■ f!f.*tt "l 1 a 1 1 ^^-" """ r.V 1 « + <f(NtBe) Г / Г/ aY^(NiBe)*Ni3Tl f/ "Г / ' j«**f(NiBe)*j'(CuBe)/ F i M ii i ii i i / i Ntj tor.% 2G9 £ 0,1 0,2 О.д OM 0,5 270 Cu+/7,tf%Tl ^ / Z J / Ni, Bee % # . J 271 272 0,tf 0,8 1 20C3 ЛЛ7/7. Й7/7Я GtuSe CuzGeSe3 Рис. 269- Квазитройное'ссчснис T'—TNi—Тдиаграммы состояния системы Си—Al—Ni—Zn при 175° С Рис. 270. Политермпчсскпс разрезы диаграммы состояния системы Си—Ni—Be -f- 0,15% Ti лри переменном содержании никеля и бериллия А — Си + 0,35% Be -f 0,15% Ti; Б — Си + 1.5% Ni + + 0,15% Ti Рис. 271. Изотермические сечения диаграммы состояния системы Си—Ni- Be+0,15% Ti при 950 (а), 850 (б) и 500° С (в) Рис. 272. Политермический разрез Ga2Se?— Cu2GeSe3 системы Си—Ga—Ge—Se 218
Н30% Jl30 г020 Рис. 273. Проекция поверхности ликвидуса (а) и соли- дуса (б) сплавов сечения концентрационного тетраэдра системы Си—Fe—Mn—Ni с постоянным содержанием 10 вес.°о Мп Fe 30% /Ш Си зоу* <ffttLn//i0 г/00 тj /гз4 /Z7J W0 /Jj0 /300 S0J 1м 30% /то /т /Z00 /300 /300 Hi30% Fe Мп Си Fe Mn Рис. 274. Ориентировочные диаграммы плавкости системы Си—Fe—Mn—Ni о — сплавы, обогащенные медью и марганцем; б — сплавы, обогащенные железом и никелем 1 — Fe—Ni—Си; 2 — Fe— —Ni—Mn
<^Л ЯГй Рис. 275. Грапица области несмешиваемости в жидком соетоянниЩв системе Си—Fe—Мп—С лрп различных содержаниях углерода с Содержание углерода, объсмн.%: 1 — 0,1; 2 — 0,18; 3 — 0,22; 4^— 0,4 5 — 0,8; 6—1,0 flS-Cu-S Я Zff Cu37T^cT5flsz ^EzflS И fls, tier. % Рис. 276. Область несмешиваемости в системе Си—Fe— —As-S1 и оиласть расслаивания в жидком состоянии. Температура плавления сплавов понижается при уменьшении содержания железа в сплавах и при увеличении содержания марганца. Область расслаивания обозначена пунктирной линией на рис. 273, она сужается при увеличении содержания марганца в сплавах. В сечениях с 50 (и более) вес. % Мл область распада отсутствует. Применив метод оптимальных проекций [2], построены ориентировочные диаграммы плавкости системы Си—Fe—Мп—Ni на основе литературных экспериментальных данных по тройным системам, образующим данную четверную систему. Путем проектирования тетраэдра на одну из координатных плоскостей получены диаграммы плавкости для сплавов, обогащенных медью и марганцем (274, а) и для]спла- вов, обогащенных железом и никелем (274, б). В первом случае по смежному ребру совмещены диаграммы Си—Ми—Ni (1) и Си—Мп—Fe (2), а во втором случае диаграммы плавкости систем Ni—Fe—Си (1) н Ni-Fe—Mn (2). Температура плавления сплавов со средним содержанием компонентов может быть определена сразу по двум диаграммам. Порядок определения температур по данным графикам приведен на примере crniaBa|15%Fe, 40%Ni, 30%Mn, 15%Cu (точки x и x iia рис. 274, а и 274, б). Предположим, что сплав х принадлежит только системе 7, тогда температура его плавления составляет 1127°. Если сплав х принадлежит системе 2, то он плавится при 1342°. Но так как сплав х принадлежит сразу двум этим системам, то разность определенных по каждой системе температур (215°) следует разделить пропорционально отношению'Ni и Fe = 40 : 15, т. е. 215-15/55 = 58,6% добавив это число к 1127 . получим 1185,0°. Проводя аналогичные рассуждения, температуру плавления этого же сплава (х) можно определить и по рис. 274, б. Получится 1192,3°, т. е. разница двух независимых определений составляет всего 6,7°. Литература 1. Parravano M.— Gazz. cliini. ital., 1912,42, parte II, 589—610. 2. Лерелъман Ф. М.— ЖНХ, 1956, I, 11, 2577-2587. [Медь[— железо — марганец — углерод Химическим анализом расслоившихся в жидком состоянии фаз в сплавах системы Си—Fe— —Мп—С определена граница области несмешиваемости, приведенная на рис. 275, в зависимости от содержания углерода. Повышение содержания углерода приводит к увеличению области несмешиваемости, прилегающей к ребру Си—Fe [1J. Литература U Ostermann F,— Z. Metallkunde, 1925, 17, 278. Медь — железо — мышьяк — сера В системе Си—Fe—As—S в интервале температур 1150—1200° определена область расслаивания в жидком состоянии с содержанием металлов более 50 вес. % и отношениями Си : Fe = = 65 : 35 и 10 : 90 [1]. На рис. 276 сплошной 220
линией нанесена область несмешиваемости в тройной системе Си—As—S, пунктирной линией — область расслаивания в четвертой системе Си—Fe—As—S с соотношением Си : Fe — = fi5 : ЗГ), а точками — то же, для соотношения Си : Fe 10 : 90. Литература 1. Kleinheisterkamp II. L.— Erzbergbau und Metall- luitUmwes., 1948, 1, 365—372. Медь — железо — никель — хром Построена ориентировочная диаграмма плавкости системы Си—Fe—Ni—Сг путем проектирования тетраэдра на одну из координатных плоскостей по методу оптимальных проекций [1]. Использованы литературпые данные по трем из четырех тройных систем, образующих данную четверную (система Си—Fe—Сг не изучена). Сочетая попарно диаграммы плавкости трех изученных систем, получены диаграммы (рис. 277), пригодные для характеристики сплавов четверной системы Си—Fe—Ni—Сг. 11а рис. 277, а сочетаются системы Fe—Ni—Cr и Си—Fe—Ni, что позволяет рассматривать незаслонениые области кристаллизации фаз, примыкающих к железному и никелевому углам диаграммы. На рис. 277, б совмещены системы Си—Fe—Ni н Си—Ni—Сг, что дает возможность определять температуру кристаллизации сплавов, примыкающих к медному и никелевому углам системы. Рис. 277, в получен сочетанием систем Fe—Ni—Сг и Си—Ni—Сг и дает возможность рассматривать сплавы, обогащенные никелем и хромом. Температура плавления сплавов со средним содержанием компонентов одинаково хорошо определяется по любой из полученных диаграмм. Порядок расчета температуры по приведенным диаграммам приведен в статье, посвященной системе Си—Fe—Ми—Ni (см. стр. 217). Литература 1. Перелъман Ф. Л/.— ЖНХ, 1956, I, 11, 2577—2587. Медь — железо — свинец — сера Микроскопическим и термическим анализом исследована квазитройная система Cu2S—FeS— Рис. 277. Ориентировочная диаграмма плавкости системы Си —Fe—Ni—Сг а — сплавы, обогащенные железом и никелем: 1 — сплавы Fc—Ni—Сг; 2 — сплавы Fe—Ni—Си, б — сплавы, обогащенные никелем и медью: 1 — сплавы Fe—Ni—Си; 2 — сплавы Сг -Ni—Си, в — аиавы, обогащенные никелем и хромом: 1 —сплавы Fe—Ni—Си; 2 — сплавы Сг—Ni—Fe FE Ni Gil 221
—PbS, которая является системой простого эвтектического типа с вырожденной точкой тройной эвтектики, практически совпадающей с двойной эвтектической точкой системы Cu2S—-PbS. При температуре 1000° определена растворимость свинца в смесях Cu2S + FeS. С увеличением содержания Cu2S в смеси растворимость свинца уменьшается от 30 до 7 вес. %. Определена растворимость свинца в тройных смесях сульфидов, Cu2S + Fe2S + PbS при 1100° С [1]. Литература 1. Leitgehel W., Miksch E.— Metall unci Erz, 1934, 31, 290—293. Медь — железо — сера — серебро Система Си— Ag—Fe—S изучена в объеме тетраэдра составов, ограниченного следующими поверхностями: Ag—Си—Fe, Си—CuoS—FeS—Fe, Ag—Ag2S-Cu2S—Си, Ag—Ag2S—FeS—Fe и квазитройпым сечением FeS—Cu2S—Ag3S. В квазитройной системе FeS—Cu2S—Ag2S установлена неограниченная растворимость в жид- Таблица 55, Химический (нес. %) и фа:юпый состаи исследованных сплавов системы Си—Ag—Fe—S Ном спла 1 2 3 4 Состав сплава 15Ас;-ЗГ)Си— 7i0 Fc—ft S 3 Ац—77Си- JOFc—10S 5 At?—80 Си— 5Fe—10 S fOAg—75 Си- 5 Fe—10S Результаты анализа Нижний слои 22,8 As—62,8 Си-\ 3,2 Fe— J,2S Верхний слой 8,3 Ац —15,7 Си—52,3 Fe—23,7 S Hmicuiri'f слип 4,7 Ац—8(),()Си—7,9 Fe—0,8 S Верхний слой 1,9 А*—50,5 Си—25,4 Fe—22,3 S Нижний слой 8,3 Ag—87,4 Си—1,9 Fc—0,4 S Верхний слой 2,7 As—64,6 Си-13,0 Fc—19,7 S Ннжпий слой 12,8 As—84,9 Си-1,9 Fe-0,4 8 Верхний слой 4,2 As—50,3 Си—25,3 Fe—20,2 8 Фазы As, Си, Fc, В* В. FeS, Ац Си, Fe, В Си, Fe, В Си, Ag, В Си, Fe, В Си, As, В Си, Fe, В * Фаза В имеет состав (Cu2S)2FeS ком состоянии, а в твердом состоянии образуется непрерывный ряд твердых растворов между Cu2S и Ag2S; при этом Cu2S растворяет до 21 вес. % FeS. а в Ag2S растворяется около 5 вес. % FeS при комнатной температуре. Растворимость сульфидов меди и серебра в сульфиде железа практически отсутствует. Фазовые равновесия в указанной области четверной системы были намечены па основании строения составляющих ее частичных систем. Для проверки сделанных предположений было выплавлено четыре сплава, состав которых указан в табл. 55. В жидком состоянии наблюдалось расслаивание, и в таблице приведен состав обоих слоев (по результатам химического анализа), а также указаны кристаллизующиеся из них фазы. В твердом состоянии в описываемой части четверной системы установлено наличие следующих фазовых областей: двух четырехфаз- ных Ag + Си + Fe + А (А — твердые раствор Ag2S—CiioS—FeS) и Ag + Fe -+- FeS + А; двух трехфазных Ag Ч Си + A, Ag + FeS + А и двух двухфазных Ag + А и Си + A. Фазовый анализ был облегчен тем, что в твердом состоянии были видны непосредственно белые кристаллы серебра, красные — меди и светлосерые— железа. Литература 1. Luder £.— Metall unci Erz, 1924, 21, 329—334. Медь — железо — фосфор — цинк В системе Си—Fe—P—Zn микроструктурным методом и методом измерения электросопротивления изучена растворимость железа и фосфора в сплаве Си — 3G вес. % Zn в интервале температур 350—600° [11. Изучен участок диаграммы состояния в области добавок к указанному сплаву до 0,1 вес. °и Fe и 0,1 вес. % Р при температурах 450 и 600° С (рис. 278). В указанной концентрационной области установлено существование а-твердого раствора на основе меди, железо-цинкового твердого раствора — Fe(Zn) и фаз Fe2P и Cu3(Zn)P. В связи с тем, что неизвестно влияние цинка па изменение состава фосфида Си3Р, внесено изменение в обозначение этой фазы в присутствии цинка в системе Си—Р—Zn—Fe. Установлено присутствие следующих фазовых областей: а; а + Fe(Zn); а + Fe2P; а + Cu3(Zn)P; а L + Fe(Zn) + Fe2P и а + Fe2P + Cu3(Zn)P. Область а-твердого раствора па основе меди сужается при понижении температуры изотермического отжига, а трехфазные области зла- чителыю расширяются. 222
При 600° на сечении, проходящем из медного угла к фазе Fe2P, граница а-фазы лежит у сплава, содержащего около 0,1)15 вес. % (Fe + P). При 350° эта граница проходит по сплаву с 0,006 вес. % (Fe 4- Р). По этому же лучу растворимость (Стах) при различных температурах может быть определена из уравнения In C(2Fe+P)max = —1,2 — 3,0-103/Г (в ат. %). Литература 1. Durrschnabel W.— Z. MctalHoindo, 1968, 59, N 12, 887—894. Медь — золото — никель — серебро В системе Си—Аи—Ni—Ag исследованы сплавы с постоянным содержанием никеля 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 и 80 вес.% [1J. Определены температуры первичной кристаллизации и солидуса, представленные в виде проекций на плоские сечения концентрационного тетраэдра с постоянным содержанием никеля. Изотермические сечения системы при 1000, 1100, 1200, 1250 и 1300' представлены в виде проекций Монже (Monge). На рис. 279 приведены проекции ликвидуса для сплавов с различным содержанием никеля. Температура плавления снижается при увеличении содержания серебра. Пунктиром обозиачспа граница области распада твердых растворов, проникающая в четверную систему из двойной системы Си—Ag. Литература 1. Parravano AT., de Cesaries P., Mazzeti P., Ferret V.— Gazz. cliim. ital, 1914, 44, parte II, 279— 349. Медь — золото — серебро — цинк В системе Си-—Au—Ag—Zn методом закалок в интервале температур 350±2°—820±2°С определена область распада четверного а- твердого раствора а ^1 аг + ос2, по разрезам с постоянным содержанием золота 39,С вес.% и 56,3 вес.% [1]. Фазы а, и а2 представляют собой твердые растворы на основе серебра и меди соответственно. На рис. 280 показаны изотермические сечения системы при 500, 600 и 700° для сплавов с 39,6 вес. % Аи и сечения при 400, 500 и 600° для сплавов с 56,3 вес.% Аи Литература 1. McCaul С, Krohn i?., D'Antonio С—Trans. Me- tallurg. Soc. АШЕ, 1969, 245, Febr., 432—434. CuZnJtf 0,1/Z 0tlti 0,00 0,08 I fft/ff Рис. 278. Совместная растворимость железа и фосфора в сплаве меди с 3G% Zn i — при 450° С; 2 — при 600° С; з — то же, во построено интерполяцией значений электросопротивления в других сечениях Медь — индий — марганец — олово Рентгенографически изучен фазовый состав сплавов системы Си—Mn—Sn—In по разрезу SnMnCiio—InMnCu2 (сплавы Гейслера), Эти иптерметаллиды образуют непрерывный ряд твердых растворов, параметр кристаллической решетки которых (тин AlMgCu2) мало изменяется (от С,15 до 6,2 А). Изучены также магнитные свойства сплавов [1]. Литература 1. Valentiner S.— Naturwisscnschaften, 1947, 34, 123— 124. Медь — иридий — кислород — никель Микроструктурным, микрорентгеноспект- ральным анализами, измерением микротвердости и оптических свойств изучена система Си—1г—О—Ni в богатой медью области при содержании никеля до 4 вес.%, кислорода 1,15—2,29 вес.% и иридия до 0,62 вес.% [II. Основными компонентами во всех изученных сплавах являются медь металлическая, кислородсодержащая фаза меди, близкая по составу к Cu20 и кислородсодержащая фаза никеля, близкая по составу к NiO. Увеличение содержания в сплаве меди с ири дием кислорода от 1,15 до 2,29 вес.% приводит к снижению содержания металлической меди и перераспределению кислородсодержащих фаз. В области, содержащей 3—4 вес. % Ni и 1,82 вес.% 02, обнаружено расслаивание на 223
20%Щ Рис.[[279. Проекция поверхности ликвидуса системы Си—Au—Ni -Ag£c|iiocTOJiiiuuM содержанием 10 (а) и 30 вес.% Ni (6)f* i p Rg^39,6 Ru Cu*39,BAu /ff,4 30,4 ty/ Zn+39,6flu Cu 5Б,ЗДи /0,7 Щ7 Zn+56,3fl-j Zn, бес. % Zn, вес. °Л Рис. 280. Изотермические сечения диаграммы состояния системы Си—Ли—Ag—Zn с постоянным содержанием 39,0п,', Ли при 500, 000 и 700° Сие постоянным содержанием 56,3% Au при 400, 500 и 600° С 224
металлическую медь и медноыикелевый сплав, содержащий иридий. Иридий растворяется в металлической меди. Увеличение содержания кислорода в системе повышает содержание иридия в металлической меди. Добавка никеля в систему приводит к уменьшению содержания иридия в металлической меди (рис. 281). В области расслаивания повышенные концентрации иридия обнаружены в интермстал- лическом меднопикелевом сплаве, где иридий образует твердые растворы замещения. Обнаружены две области сплава с различным содержанием иридия: 5,5—10?6 и 0,44—3,5% с соотношением Ni:lr = 4:1 и 10:1 соответственно. Более 50% 1г от общего содержания приходится на долю сплава, богатого иридием. Литература i. Мечте В. В., Коваленко Л. //., Майлер Г. Л, Соболева Т. Р.— Изв. вузов, Цветная металлургия, 1973, № 3, 82—86. Медь — кадмий — магний — цинк И системе Си—Cd—Mg —Zn рентгенографическим и микроскопическим методами изучены сплавы, расположенные на сечении MgZn2 — —MgCu2—CdCu2—«CdZn2» в закалепном с 400° состоянии [1]. Как видно на рис. 282, гомогенный твердый раствор между соединениями MgZnCu, MgCu2 и CdZnCu со структурой типа MgCiu занимает значительную концентрационную область. Между соединениями MgZnCu и CdZnCu существует непрерывный твердый раствор, в котором имеет место непрерывное замещение магния на кадмий. Литература i. Гладышевский Е. И., Черкашин Е. Е.— ЖЫХ, 195G, 1, № 6, 1394-1401. Медь — кадмий — серебро — олово Мнкроструктурпым и термическим методами анализа изучены сплавы системы Си—Cd — —Ag—Sn с постоянным содержанием 5, 10 и 20 вес. °о Sn и построены изотермические сечения при 600 и 500°. Построены политермичеекпе сечения: при 5% Sn +15, 25, 35, 45, 55и()Г>°и Cd; 5% Sn-; 15n35%Cu;5%Sn+15H35%Ag; при 10°6Sn +15H35%Cii;10%Sn+15ii35Ag; 10%Sn -+ 10, 20, 30, 40, 50 и 60% Cd; при 10 и 20%Cd, 15%Cu, 15% Ag; кроме того, построены диаграммы плавкости в виде проекций на концентрационный треугольник [1]. В изученных сплавах новых четверпых фаз не обнаружено, и строение системы Сп—Cd— Ag—Sn определяется взаимодействием фал, образующихся в двойных и тройных система v, или четверных твердых растворов на пк основе. В сплавах системы Си—Cd—Ag—Sn обнаружено 31 нонвариантпое пятифазное равновесие, 23 из них протекает с участием жидкости, а остальные — твердофазные. В системе имеется два эвтектических равновесия типа ж^±а+$ + у + б при 518 и 130°, девять превращений 1 рода типаж -f- a «_! Р ±- + V " 6 при 530, 522, 520, 335, 250, 220, 180, 160 и 150и, а также двенадцать п ревращений II рода типа ж + otrP^YH б при 580, 550, 540, 535, 528, 525, 430, 375, 275, 270, 230 и 210°. Кроме того обнаружено три овтектоид- ных превращения типа а ^± р + Y + 6 + п при 515, 505 и 80\ три превращения I рода типа ct+P^Y+б+Л »ри 420, 215 и 110° и два превращения II рода типа а + р + + Y ^ 6 '- П при 1Г)5 и 110°. На рис. 283 приведены изотермические сечения системы Си—Cd—At?—Sn. Литература 1. Cehhardt E., Petrow С — Z. MclalLkiindc, 1%0, 51. N 2, Ц18—110; N 3, 145-151; N 4, 222- 225; \ 0, 308-375. Медь — кадмии — серебро — нинк Система Си—Cd—Ag—Zn изучена в работах [1—7|. Наиболее полное исследование приведено в работаv [1--3I, где данная система исследована методами термического, мнкроструктур- ного, химического и рентгеновского анализов. В системе установлено присутствие следующих фаз: а — медного твердого раствора; аг — твердого раствора иа основе серебра; р — твердого раствора па основе Р фаз двойных и тройных систем Ag—Cd, Ag—Zn, Cu—Zn, Ag—Cd —Zn, Zn—Ag—Си; при :>том твердый раствор AgCd— AgZn обозначен pv, а твердый раствор AgZn—CuZn — буквой Р„. Кроме того, в системе Си—Cd—Ag—Zn обнаружены соединения Cu2Cd (P,), Cu4Cd3 (p2), CuCdZn (Г), CuCd3 (6), а также твердый раствор на основе кадмия (п) на основе цинка (п/), твердый раствор y^Yi Iia основе у-фаз двойных и тройных систем Си—Zn, Си—Cd, Ag—Zn, Ag—Cd, Ag—Cd—Zn, Ag—Си—Cd, Ag—Си—Zn. Фазы р\ Р" и е присутствуют в системе Си— Cd—Ag, причем они являются и фазами двойной системы Cd—Ag, обозначенными как фазы £, р' и е соответственно [1—3]; фаза е' системы Си—Zn присутствует в системах Си — Ag—Zn, Си—Cd—Zn и Cd—Ag—Zn. Построена поверхность ликвидуса [1—3]. Установлено наличие десяти пягифазиых понвариаитныч: равновесий, из которых к V215 Двойные систем!л 225
DM 1 1J5 1J7 7,6/ Кислород\ ввс.°/а 1,8J 2,05 ZjZ5 CdZn ШпСи CdCu9 Рис. 281. Изменение содержания иридия в металлической меди в зависимости от содержания кислорода в системе Содержание* Ni, вгс.%: J П; 2 Л,Г), 2 — 1.0; 4 - 2,0; 5 - .4,0; 6" - 4,0 Рис. 282. Сечение диаграммы состоянии системы Си — GI - Mg Zn при 400 С S5Cu 5S* Рис. 283. Изотермические сечении при 600 (а) и 500 (г>) диаграммы состояния системы Cu~Cd -Ag—Sn с постоянным содержанием 5 всс.% Su
Таблица 50. Нопиариантные рапнопееия в системе Си—Cd- \g—Zn Обозначение пери- тектиче- С КО 11 ТОЧКИ Pi Р, ^3 1\ /'а ''б Л />Н 1\ Температура (°С) И piMKUHH 015 ле+ал^ -а+Р«-|"Р,1 575 \ж ЬР„ Y^ ^Px-r-Yi | 568 | •"<• : Р« + -p^«:y» I 550 Ur+tt^ Рх ' + Т г Yi 535 " + РК^ ^Y К'Ч Ti 455 ж+v Yi^ ^ 71 ; е' 435 ж f-Yi I е' ^! ^Г+е | 330 ж+Yi ^ 1 + *+6 j 310 ■w +б+е^ ^Г + т] 1 Фазы, находящиеся в jfcatiiioueciiif Расплав а а, Рх Ру Рас i лав Р. Р. Y Vi Расплав а 1 Рх р., Yi Расплав а Р, Т Yi Расплав Рх Y Т Y. Расплав Y Т Yi Ч Расплав Т Yi е е' Расплав 7' Yi £ 6 . Расплав i Т е 6 Л 1 Концентрации, нес % Ар 40 5 61 8 51 34,5 7 45 9 40 22 4 5 43 39 17 2 3 4 20 22 4 5 1 5 30 /0 19 14 3U 30 8,51 14 1 30 23 24 5 4,5 4 18 0 3 3 13 0 3,5 Си 11 00 5 49 7 9,5 43 4 35 3 15 58 49 8 5 13 58 W,5 27 15 7 40 37 25 9 2 17 12 | 6 I 4 3 12 6 3 4 2 23 22 4 16 1,5 22,5 4 16 2,5 7лл 13 31 10 39 11 13,5 44 9 50 10 10 34 42 0 8 15 33 41 23 9 19 44 52 20 12 18 59 40 14 01 8 39 12 4 06 3 28,5 3 3,5 0 3,5 30 4 0 2,5 Cd 30 4 24 ' 4 31 42,5 0 1 42 1 0 47 1 53 4 4 43 48 | 55 7 0,5 40 50 52 0 0 44 49 70 5 34 50 5 80,5 35 52 70 6 90 44 71 74,5 84 92 44,5 79 84 91,5 Таблица 50 (окончание) ОПояначе- U не пери- тектической точки р» Температура (°С) и реакция 287 ^е' ' п. Фааы, находящиеся в равновесии Расплав Т е е' Л Концентрация, нес % Ag 2 0 15 9,5 3 Си 1 Zn 2 10 4 10 2,5 8 30 4 77 3 Cd 88 42 77 3,5 91,5 первому классу превращений (типа ж + at ^ ^ а + Р* + Р»,) относятся равновесия при 015, 550, 535 и 330°С, а ко второму классу (типа ж -f р,у + у ^ pr + Yi) при температурах 575, 508, 455, 435, 310 и 287° С. Установлены области первичной кристаллизации фаз. Показано, что тройная фаза Лавеса CuCdZn (фаза Т) и у-твердмй раствор иа основе кадмия и цинка принимают участие в семи ноивари- антных равновесиях, играя, таким образом, доминирующую роль в рассматриваемой системе. В табл. 5G указаны нопвариаитные равновесия, имеющие место в дапной системе, и составы фаз, участвующих в них. Построены изотермические сечения системы Си—Cd—Ag—Zn с постоянным содержанием 20 вес.% Cd при 000, 500 и 200° (рис, 284), а также изотермические сечения при постоянном содержании 40 вес. % Cd при температурах 000, 500, 400 и 250°. С понижением температуры фаза Г, образующаяся в системе Си—Cd—Zn и отвечающая формуле CuCdZn, приобретает область гомогенности. На разрезе с постоянным содержанием 40 вес. % Cd при 250° область гомогенности фазы расположена около состава, соответствующего формуле Ag3Cd7Cu4Zn16. Фаза Т относится к семейству фаз Лавеса с кубической решеткой типа MgCu2; параметр решетки фазы, отвечающей составу Ag3Cd7Cu4Ziii6, равен 7,325 А. В работах [4, 5] приведены изотермы ликвидуса для сплавов тройных систем, образующих данную четверную систему и проекции их при постоянном содержании кадмия 15,18 и 21 вес.%. Построен ряд политермических сечений с постоянным содержанием меди и серебра. В работах [0, 7] изучены сплавы, расположенные по разрезу Cu6Cd8—AgbCd8—Ag5Zn8— CubZn8 (в закаленном с 400° состоянии), методами ренгенографического и микроструктурного анализов. Установлено существование 15* 227
00 In ZOCd Рие. 2НЛ. Изотермнчеекие сечения диаграммы состояния системы Cu-Cd-Ag Zh с 20% Cd при (500 («), 500 (6> и 200 С («) 0OCU ZDCd 0DCu ZDCd
непрерывного твердого раствора между фазами C\ibCds—Ag5Cd8, Ag6Cd8—Ag5Zn8 и Ag5Zn8— —Cu3Zn8, который незначительно распространяется в четверную систему. Соединение Ag4CuCd имеет кубическую структуру типа Cu5Zn8 с периодом идентичности а = У,95 кХ [2]. Литература 1. Petrow С, Aldinger /<\ — Z. Metallkunde, 1968, 59, N 2, 145-152. 2. Petrow G., Aldinger /\— Z. Metallkunde, 1968, 59, N 5, 390—395. 3. Petrow G., Aldinger F.— Z. Metallkunde, 1968, 59, N 7, 583—589. 4. Weigert K. M.~ Mctall, 1953, 7, 247—250. 5. Weigert К. Л/.— J. Weld, 1955, 34, N 6, 420—424. 6. ГлаОышевский E. //., Черкашин E. E.— ЖНХ, 1956, 1, № 6, 1394-1401. 7. Заречнюк О. С.— И бюл. науч. студ. конференции (1954), часть 2. Львовский ун-т, 1955, с. 73—74. мического анализов и термодинамического расчета [11. Исследованы сплавы разрезов, проходящих при постоянном содержании Са (0,1 и 0,5 ат.°6) и Сг (0,5 и 5 ат.%), при содержании до 14,6 ат.% Zr. Новых фаз по сравнению с фазами двойных и тройных систем, входящих в систему Си—Са—Сг—Zr, в исследованной области концентраций не обнаружено. В равновесии с ос-твердым раствором на основе меди находятся фазы per, Zr2Cue и СаСи5. В системе протекает нонвариаитпое пяти- фазное равновесие эвтектического типа ж ^ ^ оси + per + Zr2Cu,j + CaCu5 при температуре 884° С. Литература 1. А. Л. Родпянская, Исследование сплавов и термодинамический расчет диаграмм состояния систем Си — Сг — Zr и Си — Сг — Zr — Са. Автореф. капд. дне, МИСиС. М., 1977. Медь — кальций — хром — цирконий ** м н * ^ F Медь — киСгПород — никель — рутении Диаграмма состояния системы Си—Са—Сг— Изучена система Си—О—Ni—Ru в области, —Zr изучена в области медного угла методами богатой медью, при содержании 1—4 вес. % микроскопического, дифференциального тер- Ni, 1—10 вес % Cu20 и 0,5 вес.% Ru [1]. Ис- 8Ш 20 Са •?+€+£'+J ZOCd 20 40 60 cc+j8' cC+6' flOCu 20 Gd 229
MgZnz,/w. % Рис. 285. КвазнтроГшан диаграмма состояния г не темы MgNi2—MgCib- -MgZn* о областями гомогенности на основе структурных типов MgNi2, MgCu , Mj^Zii-, Mn,Cr Ni, % Pnc.J286. Ориентировочная диаграмма плавкости {системы Си- Мн -Ni—Cr 1- Си- Ni—Сг, 2 — Си - Ni Ми следован химический состав фаз, их количественное содержание, микротвердость и оптические свойства в зависимости от содержания кислорода. Установлено существование металлических меди и рутения, а также кислородсодержащих фаз меди (Сн20) и никеля (\Ю). Показано, что рутеиий не растворяется в металлической меди, а образует самостоятельную фазу (91—98% Ru) с незначительными примесями меди и никеля. К сплавах, содержащие более 3 вес.°6 Ni 2,29 вес. %02, а также в сплавах, содержащие более 4 вес. % Ni и 2,Ub* вес. % 02, было обнаружено расслаивание: верхняя часть слитка ме содержит рутения и состоит из меди металлической и кислородсодержащих фаз меди и никеля. Нижняя представлена металлическим рутением, заключенным в поле интерметалли- ческого сплава, содержащего (И,4—81,3% Си, 20,8-35,8% Ni, 0,25-2,04% Ru. Кислородсодержащие фазы меди и никеля не содержат рутения. Количество N10 пропорционально доле никеля в системе и не связано с содержанием в ней кислорода (от 1,15 до 2,29 вес. %), в то время как содержание металлической меди надает примерно на 20% (абс.) при соответствующем росте Cu2G. Литература 1. Иоваленко Л. //., Мейлер Г. Г., Травничек М. V/., Менее В. В.— Изл. вузов. Цветная металлургия, 1074, № 1, 119-122. Медь — магии ii — никель — цинк Система Си— Mg—Ni—Zu изучена в работах П. 2]. В работе [1| изучепы сплавы квазитройного сечения, образованного Лавес-фа- замн MgNio—MgCu>— MgZu2, микроструктурным и рентгенографическим методами. Приведена субсолидусная диаграмма состояния (рис. 285). Основное поле сечения занято твердым раствором (со структурой типа AlgCu2) образованным изоморфными фазами MgCu2 и MgNiZn. Литература 1. User К. И., Witte //. - Z. Mclallkiuiilo, 1052, 43, 396. 2. Doerlng \\\— Metallwirtschall, 1935, 14, 918. Медь — марганец — никель — сурьма 13 системе Си ~Мп—Ni—Sb методами рентгеновского и магнитного анализа (определение температур Кюри и намагниченности насыщения) исследованы сплавы по сечению от интерметаллида NiMnSb к CuMnSb. Ути соединения образуют непрерывный ряд твердых растворов, причем атомы никеля и моди занимают в кристаллической решетке (тип С1) одинаковые позиции [1]. Литература 1. Castelliz L.— MonaUsu. СЬеш., 1952, 83, N 6, 1314. 230
Медь — марганец — никель — хром И системе Си—Mn—Ni—Сг построена ори ентировочнан диаграмма плавкости для сплавов, обогащенных никелем или медью (рис. 28С>). 11римепеи метод проектирования тетраэдра на одну из координатных плоскостей по методу оптимальных проекций [1]. Использованы литературные данные но изученным тройным системам Си—Ni—Сг иСи—Ni—Mn, входящим в состав четверной системы Си—Мн—Ni—Cr. Расчет температур кристаллизации по приведенной диаграмме описан в статье, посвященной системе медь—железо—марганец—никель. Литература I. Переломан Ф. Л/.— ЖНХ, 1956, 1, № 11, 2577— 2Г>87. Медь — марганец — серебро — цинк Сплавы системы Си—Мп—Ag—Zn микро- структурным и рентгенофазовым анализом изучены в работу Ц]. Показано наличие непрерывного твердого раствора между ^-фазами (гексагональная плотноупакованная решетка) систем цинк—марганец, цинк—медь и цинк- серебро в четверкой системе Си— Mn—Ag—Zn. Определены параметры решетки четверных сплавов, находящихся па сечении, ограниченном составами двойных сплавов: 22 °о ЛЯ - 78% Zn; 18,5% Си - 81,5% Zn; 30% Ми - 70% Zn. Литература 1. Moeller к —г. Melallkunde, 1943, 35, 27—28. Меди — марганец — церий — цирконии Богатые медью сплавы системы Си—Мн— Се—Zr изучены методом микроструктур- иого анализа [1]. Построены сечения изотермических тетраэдров при 800 и 20° С при постоянном содержании 8 вес. % Мп и содержании церия и циркония до 1,5 вес.% каждого. В равновесии с четвертым а-твердым раствором на основе меди находятся фазы СинСе и ZrCu3 соответствующих двойниv систем. Четверных фаз в системе не обнаружено. Сечения при 800 и 20" С пересекают область однофазного объема ot-твердого раствора, две двухфазные области а - ZiCu:, и а | Си6Се и одну область трехфазного объема (а [ CuGCe 4 ZrCu3). С понижением температуры однофазная и двухфазные области несколько сужаются, а трехфазная расширяется. Рис. 287. Область несмешиваемости в системе Си—As— Ni—S при соотношении Си. Ni 50/50 и Cu/Ni = 60/40 в интервале температур 1175—1250' С Рис. 288. Система As (Cu Pb) S при 1250е С Дополнительное легирование цирконием твердого раствора церия и марганца в меди уменьшает предельную растворимость церия в ct-фазс с 0ДМГ) до 0,015 вес.% при 800° и с 0,015 до менее 0,01 °о при 20 С. Церий соответственно уменьшает предельную растворимость циркония с 0,045 до 0,015% при 800° и с 0,025 до менее 0,01% при 20' С. Литература 1. Лысова Е. /?., Корольков А. М.— В сб.: Общие закономерности в строении диаграмм состояния металлических систем. М., «Наука», 1973, с. 168—173. Медь — мышьяк — никель — сера В системе Си—As—Ni—S изучена область несмешиваемости в интервале температур 1100—1250° при содержании металлов больше 231
Cu*2%Sn cf /J 2j jj Cir»0%Sn S In,tec- % Рис. 289. Температуры плавления сплавов системы Си - Ni—Sn—Zn с постоянным содержанием 2 и 8 всс.°о Sn /5 ZS JS 5 10 20 25 JO 35 VO Zn 90ec.a/o Рис. 290. Температуры плавления сплавов системы Си—Ni—Pb—Zn с постоянным содержанием 5 и 20 вес.«',, РЬ 5 10 Си + 20%РЪ 15 20 25 30 35 40 ZnJec.Vo отношении меди к свинцу меньше, чем при близителыю 65:35, появляется третья богатая свинцовая жидкая фаза. 50% и отношении Си : Ni, составляющем 1:1 и 3:2. Соответствующее сечение диаграммы состояния приведено на рис. 287 [1]. Литература 1. Kleiheisterkamp Н.— Z. Erzbergbau unci Mctallhut- tenwes., 1948, II. 3, G5 -72. Медь — мышьяк — свинг д — сера В системе Си—As—РЬ—S исследована область несмешиваемости при отношении меди к свинцу от 93:7 до 40:00 и суммарном содержании металлов более 70% при температуре 1250° [1]. На рис. 288 приведено сечецне системы при температуре 1250° для отношепия Cu:Pb = 05:33. Жирной прерывистой линией обозначена область несмешиваемости в тройной системе Си—As—S; прямыми линиями соединяются составы жидких фаз, находящихся в равновесии в тройной (сплошные линии) и четверной (пунктирные линии) системах. При Литератора * 1. Kleiheisterkamp II.— Z. Erzbergbau und Mctallliiit- tenwes., 1948, II. 3, C5—72. Медь — никель — олово — циик В системе Си—Ni—Sn—Zn по кривым охлаждения определена температура ликвидуса сплавов в интвервале составов 0—35 вес.% Ni, 0—40 вес.% Zn при постоянном содержании олова 2, 4 и 8 вес. 96 (остальное медь) [1]. Результаты представлены в виде проекций на сечепия концентрационного тетраэдра с постоянным содержанием олова 2 и 8 вес.% (рис. 289). Исследованы также твердость и цвет сплавов в зависимости от их состава. Определена относительная летучесть жидких сплавов в интервале температур 1200—870° С. Литература 1. Kuhlgren Т. Е., Pilling N. В., Wise Е. М.— Trans. АШМЕ, 1935, 117, 279—309. 232
Медь — никель — свинец — цинк Ь системе Си—Ni—Pb—Zn по кривым охлаждения определена температура ликвидуса сплавов в интервале составов по никелю 0—35 вес. %, по цинку 0—40 вес.% при постоянном содержании свинца 5,10и 20 вес.% (остальное медь) [1]. Результаты представлены в виде проекций на сечения концентрационного тетраэдра с постоянным содержанием свинца 5 и 2U вес.% (рис. 290). Исследованы также твердость и цвет сплавов в зависимости от их состава. Определена относительная летучесть жидких сплавов в интервале температур 1200— 870°. Литература 1. Kihlxren Т. Я., Pilling N. Я., Wise /< I/. —Trails. AIM ME, 1ГШ, 117, 279—309. Медь — олово — ртуть — цинк В системе Си—Sn—Hg—Zn исследовано образование интерметаллидов [11. Показано, что при взаимодействии интерметаллида SaCu3Hg7 с цинком образуются четверные интерметаллические соединения эмпирического состава Sn4Cu12Zn4Hg3, Sn5Cu16Zn6IIg9, SnCu3ZnHg6, SnCu3ZnHg9, Sn4Cu12Zn4Hg46, Sn4Cu12Zn7Hg2l и Sn4Cul2Zn7Hg33. При взаимодействии олова с ZnCu в ртути образуются соединения со следующими эмпирическими формулами: Zn8Cu8SnHg7, Zn6Cu8- •SnIIg9, Zn40Cu40Sn5IIg14 и Zn40Cu40Sn12Hg121. Все эти соединения являются электронными фазами Юм-Розери. Литература 1. Russell Л. £.— Nature, 1934, 133, 217. Медь — олово — свинец — цинк В системе Си—Sn—Pb—Zn исследована микроструктура сплава, содержащего (в вес. %) 66,54 Си, 32,14 Zn,0,78 Sn и 0,54 Pb, в сравнении с чистой латунью pi латунью, легированной небольшим количеством олова [1]. Показано, что в структуре медленно охлажденного сплава имеются выделения свинца в виде глобул и в межкристаллитнык пространствах, а также выделения SnCu4 в виде «сетки». Литература 1. Johnson F.— J. Inst. Metals, 1912, 7, 204. 16 Двойные системы Медь — свинец — сера — серебро Сплавы системы Си—РЬ—S—Ag изучены авторами [1, 2]. В работе [1J исследована часть системы, ограниченная поверхностями Ag— -Си—Pb, Си—Cu2S-PbS-Pb, Ag—Ag2S- —Cu2S—Си, Ag—Ag2S—PbS—Pb иквазитрой- ным сечением PbS—Cu2S—Ag2S. В работе [21 методами химического и термического анализов изучены сплавы разреза PbS—Cu2S—Ag2S. В квазитройной системе PbS—Cu2S—Ag2S установлена неограниченная растворимость в жидком состоянии. На рис. 291 приведена диаграмма плавкости системы PbS—Cu2S—Ag2S, построенная на основании кривых охлаждения [2]. В твердом состоянии образуется непрерывный ряд твердых растворов между соединениями Cu2S и Ag2S, в котором немного растворяется PbS ( ~4 вес.%) при комнатной температуре. В сульфиде свинца растворяется небольшое количество сульфидов меди и серебра ( ~6 вес.%). Фазовые равновесия в исследованной области четверной системы были намечены [1] на основании строения образующих систем. Для проверки предположений было приготовлено три сплава, состав которых приведен в табл. 57. Из данных, приведенных и табл. 57, видно, что расплав расслаивался па два слоя. Состав слоев указан по данным химического анализа каждого элемента в отдельности (этим объясняется, что общее содержание всех компонентов сплава не составляет 100%). Приведены также фазы, кристаллизующиеся из этих слоев. Таблица 57. Химический (вес. %) и фаловый состав исследованных сплавов системы Си—РЬ—S—Ag Номер] сплава 1 2 3 Состав сплава 30 Ац—21,8 Си-39,2РЬ— 9,0S 20 As—26 Си— 45 Р-9 S 10,0Ag— 30,2 Си—50,8 РЬ— 9,0S Результаты анализа Нижний слой 45,1 Ая-1,7 Си—51,5 РЬ—2,9 S Верхний слой 12,3 А£—51,9 Си—21,5 РЬ—14.5S Нижний слой 129,8 Ая-7,7 Си—СО,8 РЬ—2,3 S Верхний слой 9,4 Ag—55,2 Си—21,4 РЬ—14.0S Нижний слой 16,7 Ag-26,7 Си—55,7 Pb—1.2S Верхний слой N2,1 Ag-36.4Cu—18,1 Pb—12.6S Фазы As, РЬ, Cu2S—А&£ А£, Cu3S, Ag2S. PbS Cu, Ag, РЬ, Cu2S—A£2S Ag, PbS, , AgsS—Cu2S Ag, Си, Pb, Cu2S—AgaS Ag, PbS, Ag2S-Cu2S 233
flgtS /ISO9 ^ /3^- \3D Рис. 291. -A&S Диаграмма плавкости системы Cu2S—PbS— J3a jv 0 / / k80°_ / \ S3/ f M,\\\ X„*N i №. I if i it \ \ > i i кЖ I I I I i V \ i \ \ i / / / \ \ \ i i \ \ \ \ Jff k\i CibS' \*±l \ Aj_ J^L -A±_ V Л£1 «у y^ A/ ^L ^£- ^L /3 33 S3 7/1 В системе установлено существование двух четырехфазиых равновесии: Ag + Си + РЬ + -f- А (твердый раствор между соединениями Cu2S и Ag2S, содержащий медь и серебро) и Ag + РЬ + PbS + А. При этом медь содержит небольшие количества серебра и свинца, серебро — содержит медь и свинец, свинец выделяется в чистом виде, а сульфид свинца содержит сульфиды серебра и меди. 31/ kPbS Медь — тантал — углерод — хром В системе Си—Та—С—Сг методом рентгено- фазового анализа установлено [1], что при спекании порошкообразной смеси хрома, меди, таптала и углерода при температуре 1500— 1800° в вакууме образуется фаза rj — карбид состава (Сг, Си)3Та3С с параметром кубической решетки а = 11,52 А. Литература 1. Luder £.— Metall urnl Erz, 1924, 21, 355. 2. Schwarz J?., Romero A.— Z. aaorg. Chem., 1927, 162, 149-160. Медь — свинец — сора — цинк В системе Си—РЬ—S—Zn методом микроскопического анализа определены области первичной кристаллизации фаз в квазитройном сечении PbS—Cu,S—ZnS [1]. Показано, что эта система PbS—Cu2S—ZnS простого эвтектического типа. Точка тройной эвтектики лежит настолько близко к точке двойной эвтектики в системе РЬ—Cu2S, что практически с ней совпадает. Литература 1. Strohfeldt Е,— Metall nnd Erz, 1936, 33, 5fil—572. Литература 1. Кио A\— Acta metallur^., 1953, 1, 301—304. Медь — железо — марганец — никель — хром Построена ориентировочная диаграмма плавкости пятерной системы Си—Fe—Мп— —Ni—Сг для сплавов, обогащенных никелем и железом (рис. 292, а), и для сплавов, обогащенные никелем и медью (рис. 292, б) на основании имеющихся литературных данных по тройным системам, входящим в состав данной пятерной [1|. Использован метод проектирования геометрической фигуры, изображающей состав системы (пентатопа) на одну из координатных плоскостей по методу оптимальных проекций. Диаграмма рис. 292,а позволяет определить температуру плавления сплавов пятерной системы, примыкающих к железному и 234
Рис. 292. Ориентировочные диаграммы плавкости системы Си—Fe—Mn—Ni—Сг а — сплавы, обогащенные никелем и железом: Fe—Ni—Сг (i)f Fe—Ni—Си (2), Fe—Ni—Mn (5); б — сплавы, обогащенные никелем и медью: Ni—Cu—Fe(J), Ni- Си—Mn (2),Ni—Си— Сг(3) 16*
никелевому углам. На диаграмме рис. 292, б представлены области составов пятерной системы, примыкающие к никелевому и медному углам. Порядок определения температур кристаллизации сплавов данной системы дан на примере сплава, содержащего 5%Сг — 5%Мп — — 50%Ni — 15%Си — 25%Fe. На сторонах концентрационного треугольника откладывают процентное содержание железа и никеля, а остальные элементы представлены суммарно (рис. 292, а, точка х). Во втором случае вдоль стороны отложены процентные содержания никеля и меди, а суммарно изображают железо, марганец и хром (рис. 292, б, точка х). Из рис. 292, а определяем температуру плавления сплава точки х, предполагая, что она принадлежит только системе Fe—Ni—Сг, или только системе Fe—Ni—Си, или только системе Fe—Ni—Mn, т. е. соответственно 1408°, 1395° или 1244°. Но в системе Fe—Ni—Си—Сг при содержании^Си : Сг = 15:5 температура плавления сплава х равняется 1395 + (1408 — — 1395).5/20 = 1398°. Так как в нашем сплаве (Си + Сг): Мп = 20 : 5, то температура его плавления 1244 + (1398-1244). 20/25 = 1367°. По рис. 292, б для того же сплава получаем 1363°. Литература 1. Перелъман Ф. М.— ЖНХ, 1956, 1, № 11, 2577— 2587. Медь — никель — олово — свинец — пни к В системе Си—Ni—Sn—Pb—Zn исследована зависимость твердости сплавов в литом состоянии от состава по сечениям концентрационного пентатопа с постоянным содержанием никеля а свинца 20 и 0; 20 и 5; 20 и 10 вес. % соответственно и переменным содержанием олова 0—8 и цинка 0—30 вес. % [1]. Показано, что прибавление олова увеличивает твердость. Цинк практически не изменяет, а свинец уменьшает твердость сплавов. Литература 1. Kihlgren Т. Д., Pilling N. В., Wise E. M.— Trans, AIMME, 1935, 117, 279—309.
Приложение 1 ОСНОВНЫЕ ТРАВМТЕЛИ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ МИКРОСТРУКТУРЫ МЕДИ И ЕЕ СПЛАВОВ Состав реактива Способ применения реактива Преимущественное выявление структурных составляющих Предназначение реактива 10—15%-й водный раствор азотной кислоты Насыщенный водный раствор хромпика 50— 100 мл, серная кислота 10 мл Хлорное железо 1—25 г, соляная кислота 1—50 г, вода 100—120 мл Хлорное железо Й,5 г, соляная кислота 25 мм, этиловый спирт 75 мл Гипосульфит натрия Юг, вода 90 мл Л. Соляная кислота 15 мл, селеновая кислота 10 мл, этиловый спирт 100 мл Б. Персульфат аммония 1—15 г, вода до 100 мл Хлористоаммиачная медь 5—6 г, вода до 100 мл Хлорное железо 10 г, соляная кислота 100 мл, хлористое олово 0,1 г, хлорная медь 1 г А. Иод кристаллический 10 г, йодистый калий 10 г, вода 10 мл Б. Азотная кислота 10 мл, этиловый спирт 100 мл Соляная кислота 100 мл, хлорная медь 4 г А. Хлорамин 10 г, вода 100 мл Б. Лимонная кислота 10 г, вода 100 мл Время травления от нескольких секунд до ве- скольких минут в зависимости от концентрации раствора. Для ликвидации потемнения структуры следует после травления протереть шлиф тампоном, смоченным аммиаком и перекисью водорода Травление в течение 30— 60 сек Травление в течение 0,5— 3 мин; образующуюся на шлифе пленку удаляют погружением на несколько секунд в 10%-й раствор соляной кислоты Время травления 1,5— 2,5 мин при непрерывном перемешивании травителя Сначала травить в сильно разбавлсипом реактиве (1 : 20 или 1 : 30), а затем в растворе персульфата аммония Образец погружается шлифованной поверхностью вверх в раствор на 1 мин., после чего промывают в струе воды и одновременно удаляют ваткой темный налет Шлиф погружают в свежий реактив на 10—40 сек Шлиф травят последовательно в растворах А и Б в течение нескольких секунд Травление в теченио 5— 6 мин Раствор лимонной кислоты добавляют к раствору хлорамина в соотношении 1:3, при перемешивании выпадает осадок. Травление производить на полировальном кругу, смоченным реактивом В двухфазной латуни а-фаза не травится, р-фаза темнеет В двухфазных латунях травится р-фаза, гораздо слабев — а-фаза. В сплавах меди и цинка р-фаяа окрашивается; у-фаза остается светлой; р-фаза в латунях темнеет, хорошо выделяется эвтектоид. В сплавах меди с алюминием, фосфором и бериллием а-фаза темнеет Поверхность шлифа приобретает фиолетовую или голубую окраску. Цветовой контраст структурных составляющих разделяет все фазы В двухфазной латуни р-фаза темнеет, ^"Фаза в медноцннковых сплавах травится Обнажает плоскости куба с индексами (100) Для травления макро- и микрошлифов меди и ее сплавов — латуней и бронз Для выявления микроструктуры и кислородных включении в меди и медпых сплавах Для выявления микроструктуры латуней, бронз и меди Для выявления микроструктуры алюминиевых бронз Для разделения фаз алюминиевых бронз Для цветного травления сложнолегированных латуней, бронз и однофазных сплавов Для выявления микроструктуры медных сплавов Для выявления ликвации и границ зерен меди и ее сплавов Для выявления микроструктуры меди и сплавов меди с алюминием Для оптического определения ориентации монокристалла меди Для выявления структуры после деформации меди и ее сплавов 237
Приложение 1 (продолжение) Состав реактива Способ применения реактива Преимущественное выявление структурных составляющих Предназначение реактива Хромовый ангидрид 5—20 г, вода до 100 мл Соляная кислота 100 мл, хромовый ангидрид 40 г, хлористый ииксль 16 г, вода 100 г Двууглекислая сода 5—20 г, вода до 100 мл Насыщенный водный раствор хлорного железа 5 мл, 4°0-й водный раствор соляной кислоты Зи мл, этиловый спирт 30 мл, амиловый спирт 30 мл Хромовый ангидрид 10 г, соляная кислота 1 мл, вода 100 мл Азотная кислота 10 мл, серная кислота 15 мл, хромовый ангидрид 1 г, вода (30 мл Хлорная медь 8 г, 25% водный раствор аммиака — 100 мл А. Хлорное железо 3 г, соляная кислота 2 мл, этиловый спирт до 100 мл Б. Хлорная медь 10 г, хлористый магний 20 г, соляная кислота 20 г Двухромовый калий 2 г, серная кислота 8 мл, насыщенный раствор хлористого натрия в воде 4 мл, вода 100 мл Персульфат аммоппя 10 г, концентрированный водный раствор аммиака 35 мл, вода 100 мл Бихромат натрия 10 г, хлорное железо 5 г, вода 100 мл Азотнокислое серебро 5—10 г, вода до 100 мл Травить погружением шлифа на 1—30 сек в реактив Хлористый никель добавляют к нагретому раствору соляной кислоты в воде, после охлаждения растворяют хромовый ангидрид. Травить погружением на 1 мин. с последующей промывкой Травить в кипящем растворе 8—12 мин., перед травлением в реактив добавить несколько капель перекиси водорода Травить в течение 20—60 сек Соляную кислоту добавляют перед употреблением, травление следует чередовать с полировкой Травление на холоду погружением Травление следует производить погружением на 1 мин. и более Травить погружением в реактив Л на 2 мин., затем в Б, после чего удалить об разовавшуюся пленку смесью 10 мл соляной кислоты, 5 мл плавиковой кис лоты, 75 мл воды Травить погружением в реактив на несколько минут, затем промывать в растворе хлорного желоза Травить погружением в холодный или нагретый реактив на 5—10 сек или 1—2 мин В латунях а-фазя окрашивается и оранжевый цвет, Р-фаза в лнмонио- желтый Травить с помощью тампона 20—120 сек а-фаза окрашивается в оранжевый цвет; т}-фаза в алюминиевых бронзах в чёрный, а-фаза в коричневый р-фаза окрашивается, а-фаза не травится в двухфазных латупях р-фаза темнеет, выявляются границы зерен и ликвация Цветовое травлеппе фазовых составляющих р-фаза в оловянистых бронзах темнеет Выявляется дендритпая структура однофазных латуней. В двухфазных сплавах а- и р-фазы одного цвета, но на а-фазе появляются двойники Выявляет границы зерен, кислородные включения и ликвацию Для выявления микроструктуры сплавов меди Для выявления микроструктуры меди и ее сплавов Для выявления различия в концентрации твердого раствора в сплавах меди Для выявления микроструктуры силавон меди с оловом, цинком, алюминием Для выявления микроструктуры латуней и бронз Для выявления микроструктуры двухфазных л ату не й- То же, что в ЛИ7 Для выявления микроструктуры алюминиевых и бериллиевых бронз Для выявления микроструктуры сплавов меди с оловом, бериллием, железом, кремнием, марганцем, никелем, серебром и т. д. Для выявления микроструктуры меди и ее сплавов Для выявления микроструктуры латуней То же, что в № 22 238
Приложение 1 (продолжение) Состав реактива Способ применения реактива Преимущественное выявление структурных составляющих Предназначение реактива Серная кислота 10— 20 мл, марганцовистый калий 1 г, вода 100 мл Концентрированный раствор аммиака 25 мл Марганцевокислый калий 0,5 г, вода до 100 мл Персульфат аммония 10 г, перекись водорода 10 мл, вода 50 мл Бром 3 г, вода до 100 мл 25°п-й водный раствор аммиака 200 мл, перекись нодорода 80 мл, 20%-й водный раствор едкого калия 20 мл, вода 100 мл 25°о-й нодиый раствор аммиака* 100 мл, перекись водорода до 100 мл, вода 100 мл Травить погружением на 0,5—2 мин Травить в течение 1—3 мин, бурые пятна двуокиси марганца необходимо все время удалять аммиаком Травить в течение 1—2 мин Травить погружением по 10—60 сек, промывка в растворе аммиака Травить в свежеприготовленном реактиве погружением в течение 0,5—1 мин В свежеприготовленный реактив погружать шлиф на 1 мин и более 10—30%-й йодный раствор аммиака Азотная кислота 50 мл, хромовый ангидрид 20 г. вола 75 мл A. 25%-й водный раствор аммиака 100 мл, перекись водорода 1 мл B. Хлорное железо 0,5 г, соляная кислота 50 мл, вода Ю0 мл A. Водный раствор сероводорода B. Соляная кислота В. Азотнокислое серебро 10 г, вода 100 г А. Азотная кислота 1—20 мл, вода 100 мл Б. Азотнокислая ртуть 1 г, вода 100 мл а-фаза темнеет; р-фаза светлая в двухфазных латунях; у-фаза темнеет; Р-фаза не травится в сплавах медь—цинк р-фаза темиест; а-фаза не травится в латунях. В сплавах меди с цинком *у-Фаза темнеет, ~ фаза не травится. |5-латуни выявляются границы Реактив выявляет границы зерен, линии сдвига, двойники В двухфазных латунях а-фаза темпеет, в сплавах медь- цинк у-фаза темнеет; f-фаза не травится. В оловянистых бронзах эвтектоид светлый, богатые медью дсн- дрнты темные. В сплавах медь—гадолиний а-фаза травится сильнее, р-фаза слабее, а-фаза не травится Травить погружением Травить погружением, промывать спиртом Травить погруженном в реактиве (А) в течение 15— 30 сек; затем в реактиве (В) 20—50 сек с промежуточными персиолировкамн Трави п» погружением в реактив (Л), затем добавляют 1—2 капли 11С1 до появления пленки, после этого поливают реактив (В) до выявления структуры. Общее время травления 10 сек Травление производить в смеси равны ч объемов растворон (А) и (Ь7), составленной перед употреблением В бронзах а-фаза становится темной, эвтектоид имеет светло-голубой оттенок; травятся свинцовые выделения Для выявления микроструктуры латуней То же, что в № 22 Для выявлепия микроструктуры меди, латуней и бронз Для выявления микроструктур меди с оловом, цинком и палладием Для меди и однофазных медных сплавов Для выявления микроструктуры меди и ее сплавов То же, что в № 29 Для выявления микроструктуры алюминиевых бронз Для выявления дендритного строения литой бронзы Для выявления структуры сплавов меди с пинком, свинцом и оловом Для выявления линий напряжений в латуни и структуры паяных соединений сплавов 239
П'р и л о ж е н и е I (продолжение) Состав роя ктивд Способ применения реактива Преимущественное выявление структурныч составляющих Предназначение реактива 43 44 Пасыщенпый водный раствор аммпака 10 мл, насыщенный водный раствор щавелевокислого аммиака 30 мл Ортофосфорная кислота 8 мл, хромовый ангидрид 0,5 г, порекпсь водорода 0,Г) мл, вода 200 мл А. Хромовый ангидрид 30 г, вода 150 мл, соляная кислота 10 мл Б. 25°о-н водный раствор аммиака 60 мл, перекись водорода 20 мл A. 15%-й водный раствор аммпака Б. 3°0-й водный раствор перекиси водорода. B. 50°н-й водный раствор азотной кислоты Травить погружеппем, время травления 20—24 ч Перекись водорода добавляют перед употреблеписм, травить погружением в те- чепие 1 ч Непосредственно перед употреблением смешать два реактива, шлиф промыть метиловым спиртом и травить погружением в тече- ппе 30—40 сек, после чего промыть водой, спиртом и высушить в струе воздуха 25—30 мл раствора Б добавить к 100 мл раствора А, травить погружепием шлифа в смесь в течение 10— 12 ч, затем промыть и травить раствором В Соляная кислота 10 мл, Травить погружением до азотная кислота 10 мл, серная кислота 5 мл, жидкое мыло 5 г, насыщенный водный раствор двухромовокислого калия 20 мл Хромовый апгидрид 35—200 г, сернокислый натрий 8—15 г, вода 1000 мл 5—20°„-й водный раствор персульфата аммония 50 мл, 5—20°,',-й водный растнор цианистого калия 50 мл Цианистый калий 5 г, перекись водорода 0,5 г, вода до 1(Ю мл Насыщенный водный раствор едкого натра 50 мл, насыщенный вод- пый раствор азотнокислой меди 20 мл, лимонная кислота 2,5 г, вода 50 мл Насыщенный раствор холодного железа 4 мл, соляная кислота 4 мл, уксусная кислота 1 мл, насыщенный раствор брома 0,5 мл 30 сек, водой промыть теплой Выявляется закись медп и границы :и»рси В двухфазных латунях fi-фаза темнее сс-фазы Для изучепия следов деформации Травить погружением на 10—20 сек, промывка в 20°о-м растворе хромового ангидрида Травить погружением в реактив в течение 0,5—2 мип Травить погружением на 5—7 сек Травить погружением в течение 10—20 сек. Выявляет следы деформации Р-фаза в меднооловяп- ных и в сплавах медь— марганец—кремний окрашивается Выявляются зеренные границы и следы выхода дислокаций на поверхность В енлавах медь—гадолинии (3-фаза темная ос-фаза светлее; *у-Фаза не травится Травить погружением, после травления промыть в растворе аммпака Богатые цинком составляющие окрашиваютс я в тем и ми цвет Выявляет дислокации Для выявлепия микроструктуры меди и ее сплавов То же, что в № 35 Для пыявления микроструктуры меди, одно- фазовой латуни и фосфористой бронзы Для меди и ее сплавов Для выявления микроструктуры меди и ее сплавов То же, что в № 39 Для выявления структуры сплавов меди с золотом, серебром, палладием, гадолинием Для выявления микроструктуры сплавоп люди с цинком, никелем и др. Для выявления микроструктуры сплавов меди с ципком Для меди и ее сплавов 240
Приложение 1 (окончание) Номер по порядку Состав реактива Способ применения реактива Преимущественное выявление структурных составляющих Предназначение реактива 45 46 47 48 Хромовая кислота 20 г, сульфат натрия безводный 2 г, соляная кислота 1,7 мл. вода 100 мл Двойная соль хлористой меди 10 г, хлористый аммоний 10 г, вода 100 мл, аммиак (до получения нейтральной реакции) Азотная кислота 75 мл, уксусная кислота 15 мл Азотнокислое серебро 2 г, вода Ю0 мл Травить погруженном в течение 1—5 мин Травнтель наносится на поверхность шлифа, затем промывается в воде Травить погружепием на несколько секунд Травнтель наносить на шлиф в течение 30 сек Выявляет границы зерен, кислородные включения и ликвацию Для выявления структуры меди, латупой и бронз Для выявления дендритного строения литых сплавов Для выявления микроструктуры оловянистых, алюминиевых и берил- лиевых бропз Для выявления микроструктуры меди и однофазных сплавов Приложение 2 СОСТАВЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ И РЕЖИМЫ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ МИКРОСТРУКТУРЫ МЕДИ И МЕДНЫХ СПЛАВОВ оо Состав .электролита Плотность тока, А/см2 Напряжение, В Продолжительность, мин Материал катода Предназначение электролита 1 I Ортофосфорная кислота (1,71) около 430 г/л 2 | Ортофосфорная кислота (1,71) околи 990 г/л 3 | Одна часть азотной кислоты (1,41)' плюс две части метилового спирта 1 °«-й водный раствор хромового ангидрида Ледяная уксусная кислота 5 г, азотная кислота — 10 г, вода 30—85 г Уксуснокислый аммоний 0,8 г, гипосульфит 4 г, аммиак (25%) 2 мл, вода 100 мл 10%-й водный раствор уксуснокислого (сернокислого) аммония Сернокислое железо 3 г, едкая щелочь 0,4 г, серная кислота 10 мл, вода 130 мл 0,0G [0,025-0,03 |0,125-0,15 0,125-0,15 1,5—1,8, 2,0 2,4-2,6| 6 10-15 5-7 7—10 3-6 Режим подбирают в зависимости от обработки н состава сплава 0,02 0,003 0,005 8—10 до 30 мин до 30 мин 15 мин Медь Медь Нержавеющая сталь Алюминий Алюминий Медь, платина Медь Медь, платина Для меди и медных сплавов Для р-латупи и алюминиевой бронзы Для монель-сплавов кремнистой и фосфорной бронзы Для алюминиевой бронзы и меди обери л лиевых сплавов Для выявления ликвации в медионикелевых сплавах Для холоднодеформирован- ной а-бронзы Для меди и медпых сплавов Для меди, латуни, бронзы. В латуни р-фаза темнеет. Действует контрастно при добавке Щ02 241
о D- ш 35 4.^ h^ сл -<1 tO сл н^. 00 п X "а" i-Ga) ^ a -s II II II СЯ СО n] Ч б) 05 СХЗ W Oi w а ^ с: о о -v] 00 СО 00 ЫЬ. со to г 1 00 N5 00 О ,02 00 ,04 ^ «-J И* сл 1 1 5 730 Л Я й-1 о- II 4N ел 00 35 О Ч Я аз ъ с < со is: 35 N* С СО нь 35 СЛ СЛ CD СЛ »— ss g tSi ь* N5 Ч W О a »*n О О О ■5 ^я 3 эт я § -р 7 е a a a -> 1! II II II rfN to 4S СЛ СЛ 00 СЛ СЛ Ю SJ 00 СО СЛ 35 Ю СИ 00 NS4 СЛ СЛ «^ СЛ "с© СО N5 J Э 35 СО СО -о н* СЛ 00 to со to со 35 35 00 tO tO >-* LO 00 jN СО 00 СО ■Ч j со М н* to О ^ 35 ^] о 1 5 1 ■м осе ~r> V "о оо ел ^ Ч W С со ос £» 00 HN СО ^ СО -*J СО 1 - 1 1 СЛ 1 1 1 1 к •ч СП 00 ь* С5 ■**' to С5 -^1 С5 н- X а -ь II II СО СЛ СЛ 35 сЬ on О -J СЛ со S СЛ н* СЛ to tO ^ сл - со 1 ъ 4N о к^ & о 1 1 3 ^ п п п «^ С » "! г < 05 Ю СЛ tO 35 СО СЛ й> Н» И*- 35 35 СО СЛ to со to **■ 8 S ? S а: сл 35 Ч М СТ. 1С to оо сл со п ^ О О ^ X X X р а a a a a ii ii и ii CO CO 35 tO Сл 35 О 00 со .— сл оо to »jn сл СО ^1 00 00 ^ ^1 "сл "со "оо *- фч ^ 00 СО 1-Ь. l-i. И^ ^ С л 00 з ос to <i -J СО ОС СЛ 35 tO tO 35 tO со со ос »n 00 35 СЛ СО I-* h* {Д С 05 s] С о оо "to э з; с 1 СО С ►* 1 to i*n ст. со с о о о о о о о ►*» *; СО СЛ О О tO M 35 >JN 00 Ч 00 со CD <«-* *■* ^ ^ я to tO 35 я 00 00 о 0 1 1 1 1 1111 м» tO оэ со со 4s to ^ сл СО О <l J со о сл о о о < ~ д tSJ СЛ ■<! 00 N^ СЛ ►£> 00 О СО ^ to to оо со — п п яд р « a a II 11 II »JN СО СЛ S о 3 35 ^3 — Ms* •— tO 00 35 "со "35 --4 00 h^ ON «O CO CD CO 00 CO CO ^ ^ СЛ --J to 00 О СЛ 00 r> 0 35 tO СЛ 35 r> с CD 4^ 00 35 CD ►* ^1 СЛ СЛ 35 CO 00 1 00 1 ■<! tss О CO <1 0 СЛ СЛ 0 00 n 2« 00 h* k-ж to 4S 1-* СЛ 10 ^3 n 05 — g 4N Г) 00 l-k со «*J ^J XX X ^ a II II CM tO S8 00 35 СЛ CO to »~l 35 CD "ос о to 8 0 сл сл ^] й>- 1 1 1 p n a II СЛ Сл 35 сл 4N 8 H^ 4.N в to JO 0 0 CO 1 JN 35 1 1 to 35 3 p II ^1 К CO DD cS to а со 4>- l-s» в TJ 3> с a II й^ Сл «^1 00 ГО N^ CO h-* СЛ 5J -00 CO r> 3 0 g CO 0.4 k^ s 00 1 1 CO 1 DO л ON CO 0 to 00 нь H*. CO -3 ODDS СЛ 35 hA. Ckl -*1 CO 4N to ro ON 0 71В X -i a II II со to fSK *»■ СЛ О СЛ »-^ to ^ to rfN сл CO с a II СЛ 0 35 -vj h^ »-* cr. 0 CD 0 Ь i о со 03 35 35 (S5 "00 0 0 35 00 35 0 0 1 1 8 g 1 0 DO *-H СЛ hb' 0 2 1 H Ф 2 й "ь a II II й-^ О ►^ tS5 to CO г to to s CO a 0 t-b 1-^. 0 ъ ISi to СЛ я 1 J 16: § > с CD tr. 35 s Сл H*. & *1 a II £n h^ CD "со to 0 35 CO to Q 1-b 4s to Э SJ *f* s N^ 3: to Tsl СЛ CO "cc 35 ^J > > > 1 in ore; *- CO й CO 1-^ slON tfN -O 35 CO 00 CO tO 35 00 ^ 00 ^ 35 СЛ 4^ N^ H* H* tO JN 4N СЛ *n CO ^ n n Bx x x с 7 p a a a 1! II II II СЛ ON ^N ^ 0 — 00 •— to 00 on О CO 35 — tO 4N 4> H^ СЛ О JS5 Vj СЛ *•<! to 0C CO 35 n* 35 35 35 О О 00 to to N* CO I 00 LO 1 4>* -J ^ to CO CO ON со сл со ■— 0 1 "0 "сл i ^ CO 00 0 0 1 0 to 1 СЛ ►* ^J СЛ CO ? ^ J^ Ъ In ~35 -0 0: CO I 4> 1 - со о 00 --4 I tO N* 1 §8 Элемент Группа Атомный номер Атомная масса Атомный радиус (для координационного числа 12), А Кристаллическая решетка, устойчивая при комнатной температуре Параметр решетки (20°). А Плотность (20е), г сма Температура п.1аиления, °С Температура кипения, °С Температурный коэффициент линейного расширения (25°), 10-« град-' ; Удельная теплопроводность (20°), кал/смсеК'Град Удельная теплоемкость (20°), кал >г -град Удельное электрическое сопротивление (20°), 10-«Ом-см Температурный коэффициент электросопротивления (0-100°), 1U-» град-» Модуль нормальной упругости, кгс/мм*
1 1 1 1 | 1Л со г* О О *Ч NF ■JD см 1^ со С О о о т со s* \П ^ С О С 1 1 1 * ел о со о о СП о с- i CD 1 1 at со 8 с с СМ 1 1 1 см 00 се m w SS w 500 Я 1Л ^ о со со 1Л см со о о V* £ о 1 1 » 1 ^ 1 см см СП CTi 00 о со т ■^ СМ *Л S-S с о йй см с *™* *" 8S \п с о £ 1 1 1 1 см тн 00 X СС vH ее СП СС Г» w с о *** 1 «г* 1 о 500 V* 1 1 |> V* •* СО NF см с 1 1 6 in СП 1 1 й ^ч vf< т^ с СП т т^ 300 ^ с: СП t^ vt< CM •• 1Л ^-1 ^н о о о СП »л см о 0 см СП ta- л ^ 500 тч Т1 1Л 1 от 1 *■ со 00 о 00 СМ О см см _ vf< Ш Р-, ^ D 0 9Р зй л 2 00 СО "^ см о _ О С О, г>- т 532 с с о So со 3 ^ со 2 1 1 «сН со ^ о II ° ^ СМ 1Л 1 ^ 1 NF со 00 СП to сп со ^ 2S » т О С О 00 СМ С см см о с 1 1 1 1 ^ о со t^ t^ ti о со ^н со о о 700 -чн 1 1 00 СС о см (О с о S3 о т о 360 см Т1 СП t^ со ш СП 3 т о о |> Т1 о см со со ■VI t^ *н 00 со с^ \Ъ -<? с 00 см с с со см t^. Tl см СП [ - со 1Л со см С «н т-< тч t>- СП •^н СО SS >—. S t>- ^ 1 *н 1 о 000 |>» V* СП со со СП ■*н см со с о vj< ТН со со in 00 X СО v? с*- т см NJ< VF F- 8 3 SP t^ S2 m m о с о о ffl« 88 о о 1 1 1 1 СП — см ч-( тч с 1 с • см т со* 1 1 1 ° о ~ 1 ГУ| 1 о СП СО X 55 ■ч* с^, 1 w см sr с о сЬ X СП —• Ь т »л со о х^ см Р0 _ СС СО СП со" со vt< X со | со о SI со* ^s ^1 fc ^ —^ СМ *ч 1Л со" ^ СО тч со" сп* СМЗ ССС 1Л t^OO X v-p CO t^ О lONsf см т см см vj< со l>- in CO й г я г см о- сб С С l^ Г1 X t^ CO ^ CM 4t< О CM th CM CO со Й PS i>. см CO CM сп см CM X CO со со •S со g л a 2£ vH CM «8 t^» X СП CO CM CO Ю vt* t^- CM \П CO U0 СП Й 00 С IO CO X ^h CO m CO ,3234 m Я со 5459 CO ^■4 X X 5? 1^- 1Л Cvi 8629 0 162 CO 539 0 X СП ^ t^ CM CM 0 9727 с m X 007 t^ СП X s CM CM 828 <чЧ S5 см CM ^-1 772 CO cvj ,5348 ^4 г CM 0 3 см !8 CM C CM СП ^ CM СП CD >OC0CM COOQ СП СП CO -и N _ .. . _ n 00 w en n i?l « ^ go оюсмшспсоососс СС"*нОСПЮСОЮСПадСОС^ "ЮЛЮСМСМСП^н in со m см со in■ v*' 4* со ю со ^ со со ю со л х со II II II II ' " II II II II II II II II II II II II II о _ СМ ЧМ да сп см см СМ "^ спепоо^со л м ю ю оо с со о t«« ю о st C^CiCOsPCn CTiOCMCOCO^l^CCCOLOCMCO^CCcp ЮЬ^СОтН)С^05МХЗ^СЮ1ПССОО^ООСОС CO -Ю1>С0 "СПХСС *-Cni>C^Vj*COt>CM " - -lO ► ,-, ».■>•> no ». • - *ц •■^*».^-^0CMvt< CO^COM^^^COCOrHCOWCJsfCON^^'HCSjsI* II II II II II II II II II' II 6 Safe ^rx § a S ar as w u. О u 3 О f-. u о о д-д- о о а а w х as и a w а а; as д-й я^птега ^r^as да 8уГ J? « СЬ X см t^- см т 72,59 178,48 £3 см CO t^. CO t>* CTi CO 1Л СП О vr s& CM CO CM X 47- 0 Л0О t> CO CO X x m см ga m см с с N СП t> t^ тн Ю C^» CM m 1^ 5* w СП СП СО ^н 1> СО 1Л см S3 ^1 СП СП ^* ио L.O СП in см C^l vH сп т X vj< СП CO х о СП СП см см СМ СП Т1 VJ< см X см со ^ со см со 1> СМ X О \Л СП X СО см t^ vj< 1Л 1^ М со t^ со х СС со g СП CM vj< СП С N'^ С сосс^ СМ ЧН тн т см *чО сп ri 00\f Л X X D*. СО NJ< СО х i^ m С^- СО 1^- Nj< СМ со со т т о t^ СП С СМ зн о о ^1 ^Н т *# S см со сс >> 3 3 S > > д я --?>== > С Я .- 3 »4 J С О СО -Q -о .- ел Z О рц ни Си Си ^ -О ш Ъ Я Я JS 3 Я Я СЛ -а
го Приложен и еЗ (окончание) ф S СО Sc Se Si Sm Sn Sr Та Tb Те Th Ti Tl Tm V vv Y Yb Zn Zr cd 1 a в t- III 1 VI 1 iv 1 ш IV II V III VI III IV III III V VI III III II IV ft о a £ о < 21 34 14 62 50 38 73 65 52 90 22 81 69 23 74 39 70 30 40 a о о a s a s 8 «c 1 44,9559 78,96 28,086 150,4 118,69 "87,62 180.9479 158,9254 127,6 232,0381 47,9 204,37 168,9342 50,9414 183,85 88,9059 173,04 65,38 91,22 томный радиус 1 1ля коордииапиои-1 ого числа 12), А <^5 1,60 1,16 1,17 — 1,51 2,15 1,70 1,76 1,43 1,79 1,45 1,70 1,72 1,31. 1.32 1,79 1,93 1.33 1,60 кристаллическая 1 ешетка, устойчи- 1 эш при комнатной 1 ;мпературе 1 № сит н ГК (a-Sc) ГК ГЦК Ромбоэдр. (a-Sm) Тетрагон. (P-Sn) ГЦК a-Sr ОЦК Г К (a-Tb) ГК ГЦК (a-Tb) ГК (a Ti) ГК (а Т1) ГК ОЦК ОЦК ГЦ ГЦК (a-Yb) ГК ГК (a-Zr) Параметр решетки 1 Д^ « = 3,309 с = 5,2733 « = 4,3544 с = 4,9496 « = 5,4307 « = 8,996 a = 23°13' « = 5,831 с = 3,181 « = 6,085 а = 3,3025 « = 3,604 с =5,698 «=4,4570 с = 5,9290 « = 5,086 « = 2,9504 с = 4,6833 « = 3,450 с = 5,520 « = 3,5374 с =5,558 «=3,024 д -3,1652 «=3,6-474 с =5,7306 a = 5,4862 « = 2,664 t - 4,946 « = 3,2317 г = 5,1476 о <=> с'' Д о о - О £ 1 я о Сь 3,02 4,8 2,328 7,536 7,3 2,63 16,65 8,234 6,22 11,72 4,51 11,85 9,314 Ml 19,35 4,472 6,972 7,132 6,51 1 й° ft<n S ей OR на 1539 219 1417 1072 231,9 770 2996 1353 449,5 1750 1668 303 15i5 1950 3395 1526 816 419,5 1815 So н - ftB as se a>B H« 270П 685 26UU 1800 2270 1381) 5300 3041 990 — 3260 1460 1727 330'9 59(H) 3340 1193 906 4330 i a c- ©*S Saga >.«B. t so? ft£ ft^, O.S. «to- E-rcs^ 11,4 49,27 2,33 10,4 22,4 23,0 6,65 10,3 16,5 11.55 8,5 28 13,3 10,9 4,98 10,1 — 5,89 OO £J eSg. = §£ «e So sag ^B* — 5,66-10-* 0,36 — 0,156 — 0,130 — 0;014 0,09 0,04 0,1)93 — 0,074 (ирп 100°) 0,31 — 0,0673 0,265 0,05 • a 8 . *Sft «is >>xv 0.1336 0,0767 0,1719 0,0453 0,0540 0,176 0,03322 (при 0°) 0,0428 0,048 0,0281 0,125 0,0326 0,0382 0,119 0,031 0,0713 0,0356 0,0957 (при 100°) 0,0693 Ego 8 8- о r a> >>5ГГ 54-7П 1018 2,5-10" 90,0 11,5 22,8 12,4 116 5-107 13 42 18 90 22,6 5,5 57 27 5,75 45 f- 1 x й а к л «Risft £ag~ o§8) ьхс.е- — — — 1,48 — — — — — — 5,5 — — —■ — 4,058 4,5 :одуль нормальной! пругости, кгс/мм" 1 z>» — 5 500 10 890 3 480 5500 1600 19 000 5 860 4 200 7 000 10 900 — 7 710 14 000 38 000 1 6 600 1820 — Литература. 1. Энццклоисднл неорганических материалов, Главная редакции УСЭ, Кисе, 11j77, г. I и II.
ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА ПО ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОМУ АНАЛИЗУ И СПЛАВАМ НА ОСНОВЕ МЕДИ 1. Аносов В. #., Озерова М. #., Фиалков 10. Я. Основы физико-химического анализа. М., «Наука», 1976. 2. Курнаков Н. С. Введение в физико-химический анализ. М., Изд-во АН СССР, 1940. 3. Захаров А. М. Диаграммы состояния двойных и тройных систем. М., «Металлургия», 1964; Диаграммы состояния четверных систем. М. «Металлургия», 1964. 4. Хансен М.у Андерко К. Структура двойных сплавов, т. I и II. М., Металлургиздат, 1962. 5. Шанк Ф. Структуры двойных сплавов. М., «Металлургия», 1973.1 6. Эллиот Р. П. Структуры двойных сплавов, т. I и II. М., «Металлургия», 1970. 7. Диаграммы состояния тройпых металлических систем. М., «Наука», 1972. (Библиографический справочник за 1910—1969 гг.). 8. Диаграммы состояния металлических систем, опубликованные в 1955—75 гг. М., Изд-во ВИНИТИ. Ежегодное издапие под ред. Н. В. Агеева. 9. Вол А. Е. Строение и свойства двойпых металлических систем, т. I. М., Физматгиз, 1959; т. II, 1962. 10. Вол А. Б., Каган И. К. Строение и свойства двойных металлических систем, т. III. М., «Наука», 1976. И. Воздвиженский В. М. Прогноз двойных диаграмм состояния. М., «Металлургия», 1975. 12. Сб. «Общие закономерности в строении диаграмм состояния металлических систем». Под ред. акад. Н. В. Агеева и проф. М. Е. Дрица. М., «Наука», 1973. 13. Петров Д. А. Тройные системы. М., Изд-во АН СССР, 1953. 14. Григорович В. К. Жаропрочность и диаграммы сое тояния. М., «Металлургия», 1969. 15. Бочвар А. А. Металловедение. М., ГНТИ лит. по чери. и цветн. металлургии, 1956. 16. Новиков И. И. Теория термической обработки металлов. М., «Металлургия», 1978. 17. Розенберг В. М. Основы жаропрочности металлических материалов. М., «Металлургия», 1973. 18. Захаров М. В.> Захаров А. М. Жаропрочные сплавы. М., «Металлургия», 1972. 19. Смирягин А. П., Смирягина И. А., Белова А. В. Промышленные цветные металлы и сплавы. М., «Металлургия», 1974. 20. Справочник металлиста, т. II. М., «Машиностроение», 1976, с. 415—447, 459—464. 21. Научные труды Ип-та «Гипроцветметобработка»; М., «Металлургия», вып. 39, 1973; выи. 42, 1974; вып. 48, 1975.
СОДЕРЖАНИЕ Предисловие Основные типы взаимодействия меди в двойных системах 3 5 I ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ ДВОЙНЫХ СИСТЕМ Медь - Медь - Медь - Медь - Медь - Мсдь- Медь- Медь - Медь - Медь - Медъ- Медь- Мсдь- Медь- Медь - Медь- Мсдь- Медь - Медь - Медь - Мсдь- Медь- Медь- Мсдь - - азот - алюминий - барий - бериллий бор • ванадий висмут водород вольфрам гадолиний галлий гафний германий гольмий - диспрозий ■ европий ■ железо ■ золото индий иридий ■ иттербий - иттрий - кадмий кальций 7 7 9 9 11 12 1.4 1» 14 14 14 17 17 19 20 21 21 22 23 24 25 2ti 27 28 Медь - Медь - Медь- Медь- Медь- Медь - Медь- Медь - Медь — Медь - Медь- Медь - Медь- Медь- Медь- Медь - Медь - Медь - Медь- Мсдь - Медь - Медь - Медь - Медь - - кислород — кобальт - кремний — лантан - литий - лютеций - магний - марганец - молибден - мышьяк - натрий - неодим - никель - ниобий - олово -осмий - палладий - платина - плутоний - празеодим - рений - родий — ртуть - рутений 28 29 :ю 32 зз 33 33 35 35 35 ЗГ> 3fi 37 38 38 40 40 41 42 43 44 44 44 45 Медь - Медъ- Медь- Медь - Медь- Медь - Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — - самарий - свинец - селен -сера - серебро - скандий - стронций - сурьма • таллий - тантал ■ теллур - тербий • титан ■торий ■ тулий ■ углерод уран фосфор - хром - церий цинк - цирконий - эрбий 45 4К 48 49 51 52 53 53 55 50 50 5Г. 58 «1 111 111 Ii2 КЗ «4 itf ftt fi8 Медь - Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь Медь — алюминий - - алюминий ■ алюминий - алюминий - алюминий - - алюминий. - алюминий - алюминий - ■ алюминий - ■ алюминий - - алюминий - алюминий - алюминий • - алюминий - алюминий алюминий - алюминий - — барий — бериллий — ванадий — гафний — германий железо — золото — индий — иттрий — кадмий - кислород - кобальт — кремний — литий — магнии — марганец — никель К9 (•9 70 71) 70 72 72 73 73 74 74 74 75 75 75 7U 78 Медь- Мсдь — Медь- Медь- Медь- Медь- Медь - Медь - Медь- Медь - Медь - Медь - Медь - Медь - Медь - Медь - Медь- II ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ ТРОЙНЫХ СИСТЕМ алюминий — ниобий • алюминий — палладий ■ алюминий — празеодим алюминий — селей - алюминий — сера • алюминий — серебро алюминий — скандий алюминий — тантал • алюминий — теллур ■ алюминий —■ титан - алюминий — хром алюминий — цинк алюминий — цирконий - барий — кремний - бериллии — кремний бериллий — магний бериллий — марганец 78 78 80 80 81 81 81 81 82 82 82 83 т 81*. 8» 87 87 Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь Медь — Медь — Медь — Медь - Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь — Медь - бериллии — никель - бериллий — олово - бериллий — свинец - бериллий — серебро бериллий -- цинк бериллий — цирконий -бор — никель - ванадий — кислород - ванадий тантал ванадий — цинк висмут — кальций висмут — магний висмут - марганец - висмут — никель висмут — селен - висмут — сера висмут — сурьма 87 88 89 (89 89 89 89 91) 911 911 90 90 91 «2 УЗ 93 93 24(3
Медь — висмут — теллур Медь — висмут — цинк Медь — водород — олово Медь — водород — палладий Медь — вольфрам — кислород Медь — вольфрам — никель Медь — вольфрам — ниобий Медь — галлий — германий Медь — галлий — литий Медь — галлий — марганец Медь — галлий — селен Медь — галлий — сера Медь — галлий — теллур Медь — галлий — титан Медь — галлий — цинк Медь — галлий — цирконий Медь — гафний — кремний Медь — гафний — ртуть Медь — гафний — хром Медь — германий — марганец Медь — германий — никель Медь — германий — олово Медь — германий — селен Медь — германий — сера Медь — германий — серебро Медь — германий — сурьма Медь — германий — теллур Медь — германий — цинк Медь — германий — цирконий Медь — железо — кислород Медь — железо — кремний Медь — жслеао — кобальт Медь — железо — марганец Медь — железо — молибден Медь — железо — мышьяк Медь — желеяо — никель Медь — железо — палладий Медь — железо — платина Медь — железо — сера Медь — железо — серебро Медь — железо — сурьма Медь — железо — титан Медь - железо — фосфор Медь — железо — цинк Медь — золото — кадмий Медь — золото — кислород Медь — золото — магний Медь — золото — марганец Медь — золото — никель Медь — золото — палладий Медь — золото — свинец Медь — золото -- серебро Медь — золото — титан Медь — золото — цинк Медь — индий — кадмий Медь — индий — марганец Медь — индий — никель Медь — индий — олово Медь — индий — селен Медь — индий — сера Mcib — индий — серебро Медь — индий — сурьма Медь - индий — теллур Медь — индий — цирконий эз 94 94 9Г» 9Г> 95 95 95 97 97 97 97 97 98 99 99 101 101 101 103 103 105 105 105 105 10К 1<№ 109 109 109 1110 111 112 113 113 113 115 115 115 117 118 119 119 121 121 121 121 121 121 133 123 123 124 125 125 125 125 12» 127 128 12S 128 128 128 Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь Медь - кадмий — магний 130 - кадмий — олово 130 - кадмий — серебро 131 - кадмий — сурьма 133 - кадмий — цинк 133 - кальций — магний Ш - кальций — хром 137 - кальций — цирконий 139 - кислород — кобальт 139 - кислород — молибден 139 - кислород — никель 139 - кислород — олово 139 - кислород — платина 141 - кислород — родий 141 - кислород — свинец 141 - кислород — селен 143 - кислород — сера 143 кислород — серебро 143 - кислород — теллур 145 - кислород — титан 145 - кобальт — кремний 145 - кобальт — марганец 145 - кобальт — молибден 147 - кобальт — никель 147 - кобальт — палладий 148 кобальт — самарий 149 '- кобальт — сера 149 - кобальт — титан 150 - кобальт — цинк 150 - кремний — магний 151 - кремний — марганец 151 - кремлий — никель 151 - кремний — олово 153 - кремний — платина 153 - кремний — титан 153 - кремний — фосфор 155 - кремний — хром 155 - кремний — церий 157 - кремний — цинк 158 - кремний — цирконий 158 - литий — мышьяк ИИ - 1ИТНЙ - цинк НИ - магний — мышьяк ИЛ - магний — никель If 51 - магний — олово ПК! - магний — серебро Hi4 - магний — сурьма if И - магний — титан lffli - магний — цинк ПИ» - марганец — никель Ив - марганец — олово If И) - марганец — сера 170 - марганец - серебро 17ч> - марганец — сурьма 171 - марганец — углерод 171 - марганец — фосфор 172 - марганец - церий 172 - марганец — цинк 172 марганец — цирконий 174 - молибден — никель 174 - молибден — ниобий 174 - молибден — хром 175 - мышья!.* — никель 17U - мышьяк — олово 177 Медь —• мышьяк — свинец Медь — мышьяк — цинк Медь — натрий — сера Медь — никель — олово Медь — никель — палладий Медь — никель — платина Медь — никель — свинец Медь — никель — сера Медь — никель — серебро Медь — никель — сурьма Медь — никель — тантал Медь — никель — титан Медь — никель — углерод Медь — никель — фосфор Медь — никель — хром Медь — никель — цинк Медь — никель — цирконий Медь — ниобий — олово Медь — ниобий — тантал Медь — ниобий — хром Медь — ниобий — цирконий Медь — олово — ртуть Медь — олово — свинец Медь — олово — селен Медь — олово — сера Медь — олово — серебро Медь — олово — сурьма Медь — олово — теллур Медь — олово — фосфор Медь — олово — цинк Медь — палладий — серебро Медь — палладий — хром Медь — плутоний — церий Медь — ртуть — цинк Медь — ртуть — цирконий Медь — свинец — сера Медь — свинец — сурьма Медь — свинец — теллур Медь — свинец — цинк Медь — селен — серебро Медь — селен — сурьма Медь — селен — таллий Медь — селен — теллур Медь — селен - - цинк Медь — сера — серебро Медь — сера — сурьма Медь — сера — таллий Медь — серебро — сурьма Медь — серебро — теллур Медь — серебро — титан Медь — серебро — фосфор Медь — серебро — цинк Медь — сурьма — теллур Медь — сурьма — цинк Медь — таллий — теллур Медь — тантал — хром Медь — теллур — хром Медь — титан - хром Медь — титан — цинк Медь - фосфор — хром Медь — фосфор — цинк Медь — хром — цинк Медь — \jiom - - цирконий Медь — церий — цирконий
Ill ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ ЧЕТВЕРНЫХ И МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ Медь — алюминий — железо — марганец 21Я Медь — кадмий — магний — цинк 22."» Медь — алюминий — железо — кобальт 21:1 Медь — кадмий — серебро — олово 225 Медь - алюминий — железо — никель 214 Медь — кадмий — серебро — цинк 22Г> Медь алюминии — индий — маргинсц 21.1 Медь — кальций — хром — цирконий 229 Медь — алюминии — литий — магнии 215 Медь — кислород — никель - рутений 229 Медь — алюминии — марганец — никель 215 Медь — магний — никель — цинк 230 Медь - алюминий — никель — цинк 21» Медь — марганец — никель — сурьма 230 Медь — алюминий — палладий — серебро 21К Медь — марганец — никель — хром 231 Медь -- бериллий — никель — титан 217 Медь — марганец — серебро — цинк 2.11 Медь — галлий — германии — селен 217 Медь — марганец — церий — цирконий 2.11 Медь—железо —марганец — никель 217 Медь — мышьяк — никель — сера 231 Медь — железо — марганец — >глерод 220 Медь — мышьяк — свинец — сера 232 Медь — железо — мышь ik — сера 220 Медь — никель — олово — цинк 232 Медь железо — никель — хром 221 Медь — никель — свинец— цинк зяз Медь железо — свинец — сера 221 Медь — олово — ртуть — цинк 233 Медь — железо — сера — серебро 222 Медь — олово — свинец — цинк 1-33 Медь — жслеяо — фосфор — цинк 222 Медь — свинец — сера - серебро 233 Медь — золото — никель — серебро 223 Медь — свинец — сера — цинк 234 Медь — полото — серебро — цинк 223 Медь — тантал — углерод — хром :34 Медь — индии — марганец — олово 223 Медь — железо — марганец — никель — хром 234 Медь — иридий-■ кислород— никель 223 Медь — никель — олово—свинец — цинк 231» Приложение 1 ОСНОВНЫЕ ТРЛНИТЕЛИ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ МИКРОСТРУКТУРЫ МЕДИ И ЕЕ CJ1Г1ЛВОВ- ~ - 237 Приложение 2 СОСТАВЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ II РЕЖИМЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ МИКРОСТРУКТУРЫ МЕДИ И МЕДНЫХ СПЛАВОВ 241 Приложение 3 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕМЕНТОВ 242 ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА ПО ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОМУ АНАЛИЗУ II СПЛАВАМ ИЛ ОСНОВЕ МЕДИ : - 245 ДВОПНЫЕ И МНОГОКОМПОНЕНТНЫЕ СИСТЕМЫ НЛ ОСНОВЕ МЕДИ IV iv IV JV ь м м м м м м м м м м. Mi Утверждено к печати Институтом металлургии им. А. А. Байкола Академии наук СССР Редактор издательства А. II. Чернов Художник Г. А. Астафьева Художественный редактор С. А. Литвак Технический редактор Т. В. Полякова Корректоры: М. М. Баранова, \. А. Смоги лев а ИГ> JVs 5105 Сдано в набор 21.04.78 Подписано к печати 3.01.79. Т-19773. Формат 84х108*/м Бумага типографская JVft 2 Гарнитура обыкновенная Печать высокая Усл. псч. л. 26 Уч.-изд.-л. 27,6 Тираж 2750 экз. Тип. зак. 511 Иена 2 р. 40 к. Издательство «Наука» 117485, Москва, В-485, Профсоюзная ул., 94а 2-я типографии издательства «Наука* 121099, Москва, Г-99, Шубинсний пер., 10