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 następujące

fazy: 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
rozpuszczalnik
a
(podstawoweg
o)

B – atomy
pierwiastka
rozpuszczoneg
o

Schemat odkształcenia sieci w

roztworze różnowęzłowym

a) ekspansja sieci

b) kontrakcja sieci

Schemat rozmieszczenia w strukturze

roztworu stałego międzywęzłowego

A – atomy
metalu
rozpuszczalnik
a
(podstawoweg
o)

B – atomy
pierwiastka
rozpuszczoneg
o

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

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