I группа периодической системы

Цирконий—водород. Водород легко растворяется в цирконии в количествах, зависящих от температуры металла. Температура превращения металла при поглощении водорода снижается так, что металл может быть значительно переохлажден без превращения. Гидрид циркония стабилен в вакууме до температуры примерно 440°. Кристаллическая структура гидрида циркония зависит от содержания водорода. Начиная с гексагональной решетки с постоянными с=3,25А и с=5,17А. эта структура постепенно превращается в гранецентрированную кубическую, гексагональную плотноупакованную, гранецентрированную кубическую и, наконец, гранецентрированную тетрагональную с параметрами а=4,964А и с=4,440А, представляющую собой фазу, наиболее богатую водородом.
Цирконий—медь. Эта система, подобно некоторым другим, была изучена Лабораторией по исследованию вооружения (ARF). Большинство исследованных сплавов приготовлялось путем расплавления циркония и легирующих добавок в атмосфере очищенного гелия в дуговой печи с вольфрамовым электродом. Кристаллические прутки иодидного циркония высокой чистоты применялись наряду с высокочистыми легирующими добавками. Каждая загрузка переплавлялась 4—10 раз для достижения однородности. Главным методом построения диаграммы было металлографическое исследование образцов, закаленных после изотермического отжига. При составлении диаграммы эта лаборатория придерживалась следующих правил относительно промежуточных фаз.
1. Сплошные линии применялись в том случае, если состав фазы представлялся точно установленным.
2. Пунктирные линии применялись, если предполагалась возможность некоторых колебаний в составе фазы.
3. Формула фаз сопровождалась знаком вопроса, если можно было подобрать и другие простые стехиометрические формулы.
Система цирконий—медь исследовалась Лундиным и др, и показана на фиг. 68. На фиг. 69 приведена часть диаграммы со стороны циркония. В общем данные Лундина согласуются с данными Рауба и Энгеля, авторами последнего и наиболее полного исследования части диаграммы между соединением ZrCu3 и медью. Температуры плавления интерметаллидной фазы ZrCu3 и эвтектики между соединением ZrCu3 и медью также хорошо совпадают.
На части диаграммы между цирконием и химическим соединением ZrCu3 Рауб и Энгель указывают только одну эвтектику между ZrCu3 и неизвестной фазой, богатой цирконием.

Лундйн показал существование трех интерметаллидных фаз: ZrCu, ZrCu3 и Zr2Cu5, причем предполагается, что последняя образуется перитектически, а также в виде трех эвтектик в этой же области.
Основные характеристики системы цирконий—медь можно изложить следующим образом:
1. Максимальная растворимость меди в в-цирконии составляет 3,8% при эвтектической температуре. Растворимость меди в а-цирконии меньше 0,18% при всех температурах. Эвтектоидная реакция наблюдается при 1,6% ,меди и 822±10°.
2. При 21% Cu и температуре 995±10° существует эвтектика между цирконием и химическим соединением Zr2Cu (25,83% Cu).
3. При 27% Сu и температуре 1000±10° образуется интерметаллидная фаза с вероятной формулой Zr2 Cu (25,83% Cu).
4. При 37% Cu и температуре 928±10° наблюдается эвтектика между Zr2Cu и ZrCu (41,06% Cu).
5. При 41% Cu и температуре 935±10° образуется интерметаллическое соединение, соответствующее формуле ZrCu (41,06% Cu).
6. При 47% Cu и 890+105 существует эвтектика между интерметаллидными фазами ZrCu и Zr2Cu3 (51,09% Cu).
7. При 50% Cu и 895±10° образуется интерметаллическое соединение, соответствующее формуле Zr2Cu3 (51,09% Cu).
8. При 53% Cu и 835±10° существует эвтектика между интерметаллидными фазами Zr2Cu3 и Zr2Cu5 (предположительно 63,52% Cu).
9. Интерметаллидная фаза, обозначаемая формулой Zr2Cu6, образуется перитектически по реакции между расплавом, содержащим 61% Cu, и соединением ZrCu3 (приблизительно 67,63% Cu) при 1070±10°.
10. При 71,5% Cu существует промежуточная фаза, плавящаяся при 1100+10°, которой ориентировочно приписывается формула ZrCu3 (67,63% Cu) на основании данных предшествующих исследований.
11. При 91 % Cu и 965±10° существует эвтектика между соединением ZrCu3 и медью.
12. Растворимость циркония в меди весьма ограничена и, по данным предшествующих исследований, составляет менее 1%.
Температура аллотропического превращения а в в снижается от 862 до 822° при увеличении содержания меди. Эвтектоидная реакция в-а+Zr2Cu наблюдается при 1,6% Cu.
Интерметаллидная фаза Zr2Cu имеет гранецентрированную тетрагональную решетку с параметрами:

Цирконий—серебро. Рауб и Энгель указывают на присутствие соединения AgZr в сплавах, богатых серебром.
Металлографическиеи рентгеновские исследования указывают на максимальную растворимость циркония в серебре в твердом состоянии менее чем 0,1 вес. % при 900°. Часть диаграммы со стороны серебра, полученная Payбом и Энгелем, показана на фиг. 70.
Микроструктура циркониевых сплавов, содержащих до 7,74 вес.% Ag, согласно данным Андерсона и др., представляет однофазный твердый раствор с видманштеттовыми иглами, которые несколько уменьшаются в размерах при увеличении содержания серебра.

Все сплавы, упомянутые в этой работе, приготовлялись путем плавки губчатого магниетермического циркония и легирующих металлов в графитовом тигле в атмосфере гелия.
Цирконий—золото. Согласно Раубу и Энгелю, растворимость циркония в золоте увеличивается с температурой до максимума примерно при 7,5 атомн. % Au и 1065°. При более высокой температуре наблюдается возникновение реакции с тиглем.
Увеличение параметра решетки оказалось меньше ожидаемого по закону Вегарда. Имеется интерметаллидная фаза Au3Zr. Данные о сплавах, богатых цирконием, отсутствуют. Часть диаграммы со стороны золота, определенная Раубом и Энгелем, показана на фиг. 71.
Данные о сплавах циркония с щелочными металлами не опубликованы.