Katedra Metaloznawstwa i Technologii
Materiałowych
Zakład Metaloznawstwa i Obróbki Cieplnej
Wykład 4:
WYKRESY RÓWNOWAGI FAZOWEJ
STOPÓW
Katedra Metaloznawstwa i Technologii
Materiałowych
Zakład Metaloznawstwa i Obróbki Cieplnej
Wykład 4:
WYKRESY RÓWNOWAGI FAZOWEJ
STOPÓW
Metody sporządzania wykresów
równowagi
-
analiza
cieplna
( termiczna )
-
metody
metalograficzne
-
metody
dylatometryczne
- metody magnetyczne
-
metody
rentgenograficzne
Wykresy równowagi fazowej
-wykreślane są w układzie
temperatura
-
skład
chemiczny i
przedstawiają temperatury,
w których zachodzi
zmiana
liczby
stopni
swobody (
S = n - f + 1
) w
zależności
od
składu
chemicznego stopu.
Układ równowagi o nieograniczonej rozpuszczalności
w stanie stałym
Warunki powstania powyższego układu
( np. Cu-Ni,
Ti-Mo, Cd-Mg )
- identyczna budowa krystalograficzna składników
- różnica wielkości średnic atomów A i B < 15%
- bliskie sąsiedztwo A i B w układzie okresowym
pierwiastków
- zbliżona wartościowość
likwidus
solidus
t
A
t
B
L
L +
L
L
S=1-1+1=1
S=1-2+1=0
S=1-1+1=1
S=2-1+1=2
S=2-2+1=1
S=2-
1+1=2
Reguła dźwigni
( odcinków )
t
A
t
B
L
L +
m
m
L
b
a
Udział faz w
stopie:
m
L
· a = m
· b
m
L
/m
= b/a
m
L
= b/(a+b)
m
= a/(a+b)
Układ z brakiem rozpuszczalności w stanie stałym
t
A
t
B
L + A
L + B
L
E
A + E
B + E
E
(A
+
B
)
Wzór przemiany
eutektycznej:
L
E
A + B
Przykłady stopów: Cu-Bi,
Zn-Sn
C
D
S=2-1+1=2
S=2-3+1=0
S=2-2+1=1
S=2-1+1=2
S=2-2+1=1
S=2-2+1=1
Cechy
eutektyki
Cechy eutektyki
-
przemiana zachodzi przy stałej temperaturze,
- skład chemiczny cieczy z której powstaje mieszanina
eutektyczna jest zawsze stały i jednakowy niezależnie od
składu stopu,
- udział faz w eutektyce jest stały niezależnie od składu
stopu,
- udział mieszaniny eutektycznej w stopie zmienia się wraz ze
zmianą składu chemicznego stopu.
Mieszaniny
eutektyczne
charakteryzują
się
bardzo
drobnoziarnistą strukturą, małym
stopniem
niejednorodności,
dużą
powierzchnią granic międzyfazowych
co wpływa korzystnie na własności
mechaniczne.
Stopy
eutektyczne
charakteryzują się dobrą lejnością,
małą
tendencją
do
pękania
i
skupioną jamą skurczową.
Układ z ograniczoną rozpuszczalnością w stanie stałym z
przemianą eutektyczną
t
A
t
B
L +
L +
L
E
+ E
+ E
E
(
+
)
Wzór przemiany
eutektycznej:
L
E
C
+
D
Przykłady stopów: Sn-Bi,
Pb-Sn
C
D
+
'
+
'
Przykład: układ
Pb-Sn
Układ z jednostronną rozpuszczalnością w stanie stałym z
przemianą eutektyczną
t
A
t
B
L +
L + B
L
E
+ E
B + E
E
(
+
B
)
Wzór przemiany
eutektycznej:
L
E
C
+ B
C
D
+
B
?
Układ z ograniczoną rozpuszczalnością w stanie stałym z
przemianą perytektyczną
t
A
t
B
L +
L +
L
P
+
Wzór przemiany
perytektycznej:
L
C
+
D
P
Przemiana perytektyczna występuje np. w stopach:
Fe - C, Al - Mn
C
D
+
'
Układ z jednostronną rozpuszczalnością w stanie stałym z
przemianą perytektyczną
t
A
t
B
L +
L + B
L
P
+ B
Wzór przemiany
perytektycznej:
L
C
+ B
P
C
D
Układ z ograniczoną rozpuszczalnością w stanie ciekłym
z przemianą monotektyczną
t
A
t
B
A + L
2
A + L
1
L
A +
Wzór przemiany
monotektycznej:
L
1
A
+ L
2
Przemiana monotektyczna występuje w stopach:
Cu - Pb, Al - Sn
+
A
'
L
1
+ L
2
L
2
L
1
L
2
+
L
L L
1
+L
2
L
2
A
S=2-1+1=2
S=2-2+1=1
S=2-3+1=0
S=2-2+1=1
S=2-3+1=0
S=2-2+1=1
Wzór przemiany
eutektycznej:
L
2
A
+
A+