BUDOWA STOPÓW

1. Fazy stopowe

 Stop

 

– tworzywo składające się z metalu  stanowiącego 

osnowę, do którego wprowadzono co najmniej jeden 

pierwiastek  (metal lub niemetal) w celu zmiany jego  

właściwości w żądanym kierunku.

 W stanie ciekłym składniki stopów rozpuszczają się 

zwykle bez ograniczeń tworząc

 

roztwory ciekłe

 (

fazy 

ciekłe) o nieograniczonej rozpuszczalności.

 Faza

 

–fizycznie odrębna, chemicznie jednorodna i 

teoretycznie dająca się oddzielić część materiału.

 Stopy mogą być zbudowane z następujących faz:

 Faz prostych 

czyli pierwiastków (brak wzajemnej 

rozpuszczalności składników)

 Roztworów stałych

 

(rozpuszczalność składników)

 Faz międzymetalicznych

 

Roztwór stały

 – 

jednorodna faza złożona co najmniej z 2 

rodzajów atomów. Cechy charakterystyczne:

 Roztwór ma typ struktury krystalicznej składnika 

stanowiącego podstawę roztworu – rozpuszczalnika.

 Wyróżnia się roztwory stałe

 

różnowęzłowe (a) i 

międzywęzłowe (b).

 Roztwory różnowęzłowe

 tworzą się w wypadku 

zbliżonych promieni atomowych składników.

 Roztwory międzywęzłowe

 tworzą metale przejściowe 

(np. Fe, Ti) z pierwiastkami niemetalicznymi o bardzo 
małych promieniach atomowych (H, C, N).

 Rozkład atomów rozpuszczalnika i pierwiastka 

rozpuszczonego jest przypadkowy.

 Sieć krystaliczna roztworu jest zniekształconą siecią 

rozpuszczalnika.

 Zniekształcenie sieci i naprężenia wewnętrzne w 

roztworze  są powodem:

 Mniejszej plastyczności 
 Większej wytrzymałości
 Mniejszej przewodności elektrycznej w porównaniu z 

rozpuszczalnikiem

 

Fazy międzymetaliczne

 

– struktura i właściwości pośrednie 

między roztworem stały i związkiem chemicznym.

Cechy charakterystyczne:
 Struktura krystaliczna odmienna od struktury 

składników

 Uporządkowane rozmieszczenie atomów składników w 

sieci, stała proporcja atomów, np. Fe

3

C

 Wiązanie metaliczne

2. Wykresy układów równowagi faz stopowych

(Wykresy układów równowagi fazowej)

(Wykresy fazowe)

 

 Układ – wszystkie możliwe stopy utworzone przez te 

same składniki,

       np. układ Fe-C, czyli wszystkie stopy utworzone przez 

Fe i C.

 Wykresy przedstawiają budowę fazową/strukturę 

stopów danego układu w funkcji składu chemicznego i 
temperatury.  

t

t

E

E

B

A

L

E





 



t

t

E

E

L

E





 







3. Wykres układu równowagi fazowej żelazo-

cementyt 

(Fe-Fe

3

C)

Układ Fe-Fe

3

C jest częścią układu Fe-C do zawartości 6,7 % masy C.

Składniki układu:

 Żelazo

 występujące w 2 odmianach alotropowych

     Feα do 912ºC i                                                   Feγ
     od  1394ºC do 1535 ºC (t. topnienia)               od 912ºC do 1394ºC 

Właściwości mechaniczne: 70 HB, A=50%

 Cementyt 

– faza międzymetaliczna (międzywęzłowa) zawierająca 

6,7% węgla, krystalizująca w temperaturze 1252ºC.

    

 

 

Właściwości mechaniczne: 700 HB, A=0%

Opis faz występujących w układzie Fe-Fe

3

C

1. Roztwór ciekły L
2. Ferryt (α)

 

– międzywęzłowy roztwór stały węgla w Feα 

o maksymalnej zawartości węgla 0,022 % w 
temperaturze 727ºC

3. Austenit (γ)

 - 

międzywęzłowy roztwór stały węgla w Fe 

γ o maksymalnej zawartości węgla 2,14 % w 
temperaturze 1147ºC

4. Cementyt - 

faza międzymetaliczna (międzywęzłowa) 

zawierająca 6,7% węgla, krystalizująca w 
temperaturze 1252ºC

γ

0,76%C

  Fe

3

C

6,7%C

 + α

0,022%C  

(perlit)

Wykres układu równowagi fazowej Fe-Fe

3

C – opis mikrostruktury 

stopów