II группа периодической системы

Цирконий—бериллий. Предварительные исследования Гаузнера и Калиша, проведенные методами порошковой металлургии, показали наличие нескольких химических соединений и легкоплавкой эвтектики со стороны, богатой цирконием. Гипотетическая диаграмма состояния, представленная Гаузнером и Калишем, показана на фиг. 72. Андерсон и др. приготовили сплавы, содержащие 0,77 и 5,0 вес. % Be. Последний сплав оказался слишком твердым для обработки резанием и далее не исследовался. Сплав, содержащий 0,77 вес. % Be, показал значительную сегрегацию. Некоторые участки обнаружили нормальную структуру циркония с небольшим количеством второй фазы, в то время как другие участки показали большое количество эвтектикоподобной второй фазы. Работы Исследовательского комитета по атомной энергии подтвердили существование эвтектики в сплавах, богатых цирконием. Эвтектическая температура составляет 980±20° и наблюдается при составе 5,5—6,0 вес. % Be.
Цирконий—магний. Богатые магнием сплавы, содержащие менее 1 % Zr, получили широкое промышленное применение.
Представляется невозможным ввести более чем 0,7% Zr в магний. Меллор нашел, что очень трудно добиться получения равновесных условий, но предполагается, что растворимость в твердом состоянии при 500° составляет 0,4—0,5% Zr.

Навотный, Уормнес и Морнхейм указывают, что им, удалось приготовить сплавы по всему интервалу химического состава, но попытки Лаборатории по исследованию вооружения получить сплавы тем же методом оказались совершенно безуспешными.
Кролль в частном сообщении для этой лаборатории указал, что в Горном бюро США было сделано много безуспешных попыток изготовить сплавы циркония с магнием. Были отмечены аналогичные опыты с другими системами, в которых температура плавления второго компонента превышала температуру кипения магния. Так, например, все попытки изготовить сплавы бериллия с магнием потерпели неудачу.
Лаборатория по испытанию вооружения провела много опытов по получению сплавов, применяя шесть различных методов, включающих индукционную плавку (считаемую Навотным и др. вполне удовлетворительной), постепенную добавку циркония в расплавленный магний, диффузию твердых металлов, методы порошковой металлургии и специальные методы дуговой плавки. Эти исследования подтвердили ограниченную степень сплавления с магниевой стороны, указываемую предшествующими исследователями. Имеются указания, что магний в небольшом количестве входит в твердый раствор с цирконием, но это. положение трудно проверить ввиду значительной ликвации при изготовлении: сплавов.

Шаум и Барнетт исследовали диаграмму состояния магний—цирконий со стороны магния, показанную на фиг. 73, и получили результаты, аналогичные полученным в работе Зауервальда и Меллора. Пересечение линий ликвидуса и перитектики расположено в пределах, указанных двумя предшествующими исследователями. Перитектическая реакция и линия солидуса были обнаружены при более высоких температурах, чем в двух других диаграммах. Расположение солидуса при высоких температурах определяется давлением паров магния и реактивностью циркония. Термическая обработка при температуре ниже 400° не оказала заметного влияния на растворимость легирующих добавок в циркониевых сплавах в твердом состоянии. Шаум и Барнетт улучшили методику химического анализа, что позволило точнее различать растворенный цирконий от нерастворенного. Полнота разделения определялась разницей в растворимости этих двух форм в соляной кислоте.