Фазові рівноваги в області Tі–CuTi₂–CuZr₂–Zr потрійної системи Cu–Ti–Zr 

Анотація

Система Cu–Ti–Zr та багатокомпонентні системи на її основі представляють практичний інтерес завдяки високій здатності до об’ємної аморфізації сплавів. Система Cu–Ti–Zr ділиться на дві незалежні підсистеми (Ti–CuTi₂–CuZr_2––Zr і Cu–CuTi₂–CuZr) квазібінарним політермічним розрізом CuTi₂–CuZr₂.В даній роботі експериментально досліджено фазові рівноваги в підсистемі Ti–CuTi₂–CuZr₂–Zr. У результаті вивчення структури литих подвійних і потрійних сплавів і температури фазових перетворень у литих і відпалених при 750 °С зразках комплексом методів фізико-хімічного аналізу побудовано проєкції поверхонь ліквідуса і солідуса, діаграму плавкості та вертикальні розрізи при вмісті міді 10, 20 та 30% (ат.); підтверджено конгруентний спосіб утворення подвійних сполук CuTi₂ та CuZr₂ при 1012 та 1000 °С відповідно; знайдено склад та температуру нонваріантних евтектичних реакцій за їх участю. Поверхня ліквідуса складається з поверхонь первинної кристалізації фаз на основі неперервних рядів твердих розчинів (βTi, βZr) (β) і Cu(Ti, Zr)₂ (γ), які перетинаються по моноваріантній евтектичній кривій. Температури ліквідуса знижуються від обмежуючих подвійних систем у потрійну, сягаючи мінімуму при 845 °С. Поверхня солідуса характеризується співіснуванням β- і γ-фаз (область β + γ) у всьому концентраційному інтервалі, що розглядається. Розчинність міді складає від 5 до 8% (ат.) у β-фазі та до 2% (ат.) у γ-фазі. Ця двофазна область утворюється внаслідок перебігу евтектичної реакції L⇄(βTi, βZr) + Cu(Ti, Zr)₂. На поверхні солідуса існує мінімум при температурі 845 °С. Склади співіснуючих двох твердих і одної рідкої фаз при температурі мінімуму знаходяться на єдиній коноді, вздовж якої вказана трифазна рівновага є інваріантною. Експериментально встановлено склади фаз у цій рівновазі: L_min– Cu₃₀Ti₃₇Zr₃₃; β_min – Cu_10,5Ti₆₂Zr_28,5; γ_min –Cu₃₂Ti₃₅Zr₃₃ (%(ат.)). За даними деференційного термічного аналізу, мінімальна температура евтектоїдного перетворення (βTi, βZr)⇄(αTi, αZr) + Cu(Ti, Zr)₂ становить 570 °С.