Stopy metali i ich 

struktura 

 

 

Spis treści

• Ogólne wiadomości o stopach metali
• Roztwory stałe i czynniki warunkujące ich 

tworzenie

• Fazy międzymetaliczne
• Fazy międzywęzłowe i o strukturach 

złożonych

• Mieszaniny faz

 

 

Co to są stopy?

• Stopem nazywamy tworzywo metaliczne, 

składające się z dwóch lub więcej składników, 
z których co najmniej jeden stanowiący 
osnowę jest metalem.

• Oprócz tego stopy zawierają zwykle domieszki, 

które pochodzą z procesu wytwarzania.

• W skład stopów mogą wchodzić roztwory 

stałe, związki pośrednie składników stopu, 
związki powstałe z domieszek, wtrącenia 
niemetaliczne.

 

 

Jaki jest cel wytwarzania 

stopów?

• Celem wytwarzania stopów jest 

zwiększenie własności (w stosunku do 
własności czystych metali) np. 
wytrzymałościowych, 
antykorozyjnych, żaroodpornych, 
magnetycznych.

• Zwiększenie własności 

wytrzymałościowych zachodzi 
kosztem własności plastycznych.

 

 

Zmiana własności fizycznych stopu

 Cu-Ni w funkcji składu 

chemicznego

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0

20

40

60

80

100

zawartość Ni w Cu-Ni, %

T

w

ar

d

o

ść

, H

B

 i 

 

p

rz

ew

o

d

n

ic

tw

o

 1

/r

-6

4

14

24

m

o

d

u

ł Y

o

u

n

g

a 

E

, M

p

a

HB

1/

E

 

 

Roztwory stałe

Roztwory stałe stanowią mieszaninę 
atomów różnych składników o 
całkowicie przypadkowym 
rozmieszczeniu w węzłach sieci 
(przymiotnik „stały” określa, że 
roztwór występuje w stanie stałym).

 

 

Klasyfikacja roztworów stałych

• Roztwory stałe można podzielić na: 

różnowęzłowe i międzywęzłowe

• w zależności od zakresu występowania na 

wykresie równowagi roztwory dzielimy na: 

 ciągłe (o nieograniczonej rozpuszczalności 

składników),

 graniczne (o ograniczonej rozpuszczalności).

 

 

Struktura roztworu stałego 

różnowęzłowego

A – atomy 
metalu 
rozpuszczalni
ka

B – atomy 
pierwiastka 
rozpuszczoneg
o

 

 

Schemat odkształcenia sieci w 

roztworze różnowęzłowym

a) ekspansja sieci

b) kontrakcja sieci

 

 

Zmiana własności fizycznych stopu

 Cu-Ni w funkcji składu 

chemicznego

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0

20

40

60

80

100

zawartość Ni w Cu-Ni, %

T

w

ar

d

o

ść

, H

B

 i 

 

p

rz

ew

o

d

n

ic

tw

o

 1

/r

-6

4

14

24

m

o

d

u

ł Y

o

u

n

g

a 

E

, M

p

a

HB

1/

E

 

 

Schemat rozmieszczenia w strukturze 

roztworu stałego międzywęzłowego

A – atomy 
metalu 
rozpuszczalni
ka

B – atomy 
pierwiastka 
rozpuszczoneg
o

 

 

Schemat zależności liczby węzłów sieci 

rozpuszczalnika, zajętych....

 

 

Schemat zależności liczby węzłów sieci 

rozpuszczalnika, zajętych....

 

 

Czynniki decydujące o tworzeniu 

roztworów stałych:

• Reguła elektrowartościowości ujemnej (im 

mniejsza różnica tym większa tendencja do 

tworzenia roztworów różnowęzłowych)

• Reguła typów sieci krystalicznej; ta sama sieć 

– tendencja do tego samego roztworu

• Reguła wielkości atomów (r < 1,08, gdy r > 

1,15 – roztwory graniczne)

• Reguła względnych wartościowości 

(rozpuszczalność metali o wyższej 

wartościowości w metalach 

jednowartościowych jest większa niż metali 

jednowartościowych w metalach o 

wartościowości wyższej)

 

 

Fazy Lavesa – 

struktury sieciowe

typ 
MgCu

2

typ 
MgZn

2

typ 
MgNi

2

 

 

Przykłady faz elektronowych

 

 

Przykłady nadstruktur AB i AB

3

 

 

Fazy 

międzywęzłow

e, węgliki

fazy MX

typu NaCl

cementyt 
Fe

3

C

węglik 

typu M

2

C

 

 

Węgliki metali przejściowych

 

 

Azotki metali przejściowych

 

 

Pytania

1.Co to są stopy i jaki jest cel wytwarzania 

stopów?

2.Klasyfikacja roztworów stałych

3.Podaj czynniki warunkujące ich tworzenie