Diagrammi di fase

Cap 15: Diagrammi di fase

Isomorfismo e miscibilità

Sono isomorfi, ovvero i componenti sono completamente miscibili. Viene definito limite di solubilità la concentrazione massima di atomi di soluto che possono venire disciolti nel solvente per formare una soluzione solida. Viene definita fase una porzione omogenea di un sistema con le caratteristiche chimiche e fisiche uniformi. Una materia è monofasica e detta omogenea, o multiphase, miscela.

Raffreddamento all'equilibrio

Prevalutiamo una lega al 35% atomi ₁ e al 65% di ₂ che viene raffreddata e parte da 1300°C.

Regola della leva

1. Tiro l'isoterma B
2. Si misurano le frazioni di solido e di liquido

X_L = (C_S - C₀) / (C_S - C_L)

X_S = (C₀ - C_L) / (C_S - C_L)

Informazioni da ricavare

1. Fasi presenti
2. Composizione delle fasi x: Ni L S
3. Quantità delle fasi
4. Microstruttura

A 1200°C la lega è liquida. A 1250°C inizia a formare il primo solido che ha la composizione S, ma misurata dalla regola della leva mentre il resto del liquido resta inalterato. Notare bene la composizione complessiva della lega resta inalterata. Logquiua la linea dei solidus e liquidus mentre fusione di solidificazione = risultato solido: solida porzione tenutera e multofasica.

Cap IX: Diagrammi di fase

Isofori e solubilità

Sono isofori, ovvero i M sono completamente miscibili. Viene definito limite di solubilità la concentrazione massima di atomi di soluto che possono venire disciolti nel solvente per formare una soluzione solida. Viene definita fase una porzione omogenea di un sistema che ha caratteristiche chimiche e fisiche uniformi. Una mistura è monofasica e detta omogenea, uno polifasico miscellA.

Raffreddamento all'equilibrio

Prevediamo una lega al 25% di Ni e al 65% di Cu che viene raffreddata e parte da 1300°C.

Regola della leva

1. Tiro l'isoterma ΩB
2. Si misurano le frazioni di solido e di liquido

X_L = (C_S - C₀) / (C_S - C_L)

X_S = (C₀ - C_L) / (C_S - C_L)

Informazioni da ricavare

1. Fasi presenti
2. Composiz. delle fasi
3. Quantità delle fasi
4. Microstrutture

1. A 1300°C la lega è liquida
2. A 1250°C Incomincia a formare il primo solido che ha composizione

Note: bella la comp.). Complessiv.cu composition): della lega resta inalterata. La curva dei solidi e liquido mentre fuso si solidifica l'eccesso risulta sol.ução : solida polifasmaso e microfasica.

Raffreddamento di non equilibrio

Affinché la solidificazione avvenga in condizioni di equilibrio le velocità di raffreddamento devono essere estremamente basse. → Dipendendo la diffusione dal tempo ne segue che si deve dare un tempo sufficiente per consentire che ad ogni temperatura stabilizzi il raggiungimento delle composizioni. In realtà la velocità di raffreddamento è troppo rapida per consentirlo cio’

Liquido con composizione al 35% Ni e 65% Cu Formazione delle prime particelle. La composizione media dei grani di solido α viene espressa dalla camp. nucleo: pronta un volume per ogni grano. L'ultimo liquido emuslato è da collante.

Sistemi binari eutettici

3 legami monofasiche: α, β, L. α: E’ una soluzione solida ricca in Cu. Liquido → mano a mano che la temp. si abbassa si allontana da una lega diluita L. β: E’ una soluzione solida ricca in Ag. Diagramma di parziale miscibilità allo stato solido. Si passa da 1 fase acquosa a 2 fasi solide α + β. Solvus indica il limite di solubilità.

• Liquido
• Formazione dei grani α
• Solido (C.S.N)b
• L
• Grani α
• Grani α di composizione C

Si arresta la solubilità di α ⇒ si formano piccoli grani di β questi aumentano di dimensione poiché Sn diminuisce di Taumenta la pressione e si muove di βc trasformazione eutetticane corso di questa trasformazione se vi deve essere meccanicamente una ridistribuzione di Pb e Sn poiché α e β hanno diversa composizione e diverso dia → il processo di ridistribuzione avviene per diffusione nella fase liquida struttura eutettica alternata lamellare x collateralla diff.

α_tot = ^BC/_AB

α_preutt. = ^BE/_AE ⇒ α_eut. = α_tot - α_pre

Alcuni sistemi possono presentare nei diagrammi di fase un certo numero di composti intermedi anziché soluz. solide, e sono detti composti intermedi.

Il Diagramma di Fase Ferro-Carburo di Ferro

F_eSFe₃C (CCC) Ferrite Peritettico 1498°C Eutettico 1147°C Eutettoide 727°C Fe + γ (CCC) Austenite Fe₃C Fe - Fe₃C Eutettico: 4.3 wt% CL → γ + Fe₃C Eutettoide: 0.76 wt% C γ → α + Fe₃C Peritettico 0.2 wt% CS + L → γ

1. Acciaio eutettoide (trasformazioni isoterma)

Raffreddamento molto lento per permettere a γ di diventare α + Fe₃C, deve avvenire la diffusione solida

α: 0.022 wt% C X_d = ^bc/_dc = ^{6.7 - 0.76}/_{6.7 - 0.022} = 0.89

Fe₃C: 6.9 wt% C X_Fe = 100 - X_d = 0.11