Diagrammi di stato

RAFFREDDAMENTO DI UNA LEGA

Parliamo di raffreddamento di una lega di composizione x₀, che viene portata a temperatura t₁, molto alta temperatura di fusione.

• curva di liquido
• curva di solido
• soluzione

A (100%) composizione B(100%)

1^o CASO

MISCIBILITA' COMPLETA ALLO STATO LIQUIDO, MISCIBILIA' NULLA ALLO STATO SOLIDO

"Quando disegno la retta: x_V aumenta allora aumenta la pendenza; x_V diminuisce la pendenza diminuisce (pendenza ↔ angolo della retta)"

A t₁ la vicianza ν = 2 + 1 = 1 = 2, la composizione del sistema è sempre x₀. Sottraendo calore la temperatura scende a T_E ed entriamo nel campo di miscela di A solido + liquido (→ quindi x_f formeranno i nuclei di cristallizzazione quindi ν = 2 + 1 = 1).

Dal momento che la varianza è 1 a T_E allora nella curva di raffreddamento x₀ cambia le contendue (pochi solidi calore dell'esterno).

Quindi a >.del sistema varianza la composizione del liquido tende a spostarsi lungo la curva del liquido mentre la composizione A solido ↔ T_E E' IS-Sol.

A t₃, quando l'ottemperatura, interseca la curva di liquido di E in un punto, la composizione è t₃, sempre x₀ il sistema l'insieme del liquido comincia a completarsi quindi sotto l'azazione (dell'accrescimento dei Kesiti) con la curva di liquido/rialzibilo più sull'area e lascia l'area alla compdella comper Z quindi ↔ varianza fissa.

Finito lo spostamenti del liquido il neo sportso scala curva peritspiccomponzi

Quando raggiungi T_E ore → la composizione di tutto il sistema è x₀ del liquido

RAFFREDDAMENTO DI UN'LEGA

Parliamo di raffreddamento di una lega di composizione x₀ che viene portata a temperatura t₁, molto alta temperatura di fusione.

• curva di liquido
• curva di solido
• soluzione

A_100%(A) x _100%(B)

1° CASO

MISCIBILITÀ COMPLETA ALLO STATO LIQUIDO, MISCIBILITÀ NULLA ALLO STATO SOLIDO

"Quando disegno la retta: xV aumenta allora aumenta la pendenza; xV diminuisce la pendenza diminuisce (pendenza = angolo della retta)"

A_t1 lo schema è V = 2 + 1 - 1 = 2, la composizione del sistema è sempre x₀. Sottraendo calore, la temperatura scende a T_E ed entriamo nel campo di miscela di solido + liquido (dove x fiorire mancavano i nuclei di cristallizzazione quindi v: 2 - 1 + 1).

Dal momento che la variazione è 1 allora nella curva di raffreddamento ci cambia l'endurance (altri sottrae calore dall'esterno). Intanto si accettava il passato il sistema in ombra da la composizione del liquido tende a spostarsi lungo la curva del liquido finisce la composizione nel solido è FSSA.

A_t2 quando l'isoterma, che interseca la curva di liquido di E un punto la composizione dà x₃ manca p. caduta nell'interno da la composizione del solido solidifica a complete quantità sale stato dell'evoluzione dell'iso lento con la curva di liquido (attraversato per spirale, ricci e l'arte alla comp fossile e a san la tua compressione fine.).

Finalmente il complesso arriva al liquido non spostarci sulla curva per la pien accino. Quando raggiungo T₀ ore: la composizione di tutto il sistema e x₂ del liquido

spera che si formi sia solido di A che di B.

Riportando T_e nella curva di raffreddamento: V=2-3+1=0, si osserva un arresto di temperatura che rimase ferma fino a quando tutto il

liquido diventa solido.

Dopo tutto il liquido sarà sparito la temperatura scendera ulteriormente e il

interno = B + (B= A) V= 1-2+1=-1

La temperatura ambiente di solido che si è formato:

A te avremo una miscela A+B e solido, inoltre V=2-3+1=0

Alla curva V=2+1-1-1=2

Sottraendo calore a T₂, il solido che si sta formando in questo caso è B

e quindi V=2-2+1=1

La pendenza della curva di raffreddamento diminuite perchè si libera calore,

si forma sia il solido

A te la composizione di fatto il disfeo è sempre di per la composizione

del liquido, mondo di si forma a precochió poi dall' une sì, con no la composizione del liquido il solido più vedendo di A e sta perdendo B solido.)

%_eS=

%_eL=

A temperatura ambiente di solido che si è format:

2º CASO

3° CASO

Quando la composizione x coincide con la composizione eutettica:

a t₁ la V = Z (perchè il sistema è tutto allo stato liquido

raffreddando la temperatura fino a che si raggiunge t_e (temperatura eutettica)

si otterremo la formazione di: A + B e V = Z - S + S = 0 (dal liquido x

V = 0 fino a quando il liquido andrà via, e a questo punto la temperatura

si abbasserà e le fasi residiamo Z - S, V = 1

Al microscopio in ogni sezione del policristallo avrà solo una struttura

lamellare (a temperatura ambiente)

ogni lamella

ha alternati

A e B

Due componenti - Misicibilità completa: sia allo stato solido sia allo stato liquido

Nel diagramma notiamo che sono presenti tre zone: la superiore in cui è presente unica sola fase liquida, l'inferiore in cui è presente una sola fase solida costituita da una soluzione solida di A in B, o di B in A, perchè in un caso come questo non può alloiengersi fra due elementi e solute, la zona intermedia in cui sono presenti due fasi, il liquido e la soluzione solida.

Seguendo il fenomeno che avvengono durante il riscaldamento di una miscela di composizione

Si portasse dalla temperatura t₄ a temperatura t₄, il sistema è tutto allo stato liquido

• V = C - f +1
• V = 2 - 1 + 1 = 2

Continuando a riscaldare oltre la temperatura scendere fino a t₂, vado ad intersecarsi la curva del liquido e notiamo che siamo nel campo di sistema in cui sono presenti la fase liquida che precipitando si solidia. A t₂, V = 12 - 7 + 1 = 1 sistema monobasentr e notiamo che la composizione del liquido è scompa le nostre sostanze. Utilizzando la regola della leva vediamo che il fuso corrisponde come questi

• %L = ^xc/_xb 100 = 100%
• %S = ^xc/_xb 100 = 0%

Continuando a raffreddare il sistema, si osserva che la composizione del liquido si sposta lungo la curva del liquido e il solidato approdare infinea completare lungo la curva di solido. Ciò visurva per la temperatura t₃, mandendo la velocità di miscelazione farevano. Ciò è all'alcolo di tale fatto inpart veniunto a t₂, la composizione del solido cresce oltre da a qualse elli eduoi. Utilizzando la stessa leva la composizione del sistema è resta axli tenendo il il fulescu della leva può calcolarmi la percecuale del pros en le regola della leva

• %L= ^Ha/_ba 100
• %S = ^hb/_ba 100

raffredandola il sistema fina a temperatura t₄, notiamo che la composizione del solido comimica a proprio lerivio alla curva del liquido per come la composizione del solido comincia banduarsi illunga la curva soliloido.

A T₁ la composizione del solido è uguale a quella del sistema; sciogliamento del sistema avviene adiabaticamente; tolte infatti le ultime gocce di liquido avviene composizione corrispondente all'intersezione dell'isoterma con la curva del liquido.

Applicando la regola della leva:

%L = _xf-x⁄_xf-xi x 100 = 0%

%S = _x-xi⁄_xf-xi x 100 = 100%

(nel punto x= xf)

Al di sotto di T₁ prendiamo la curva di isoterma T_S-B e avremo V=2.

La microstruttura a temperatura ambiente nel polimorfismo sarà formata da grani con solo il solido:

La VARIANZA è il numero delle grandezze intensive che possono essere variate senza alterare il numero delle fasi del sistema. In equilibrio termodinamico le grandezze intensive sono la composizione e la temperatura.

Quando V=2, posso variare sia composizione che la temperatura contemporarye senza alterare il numero delle fasi del sistema.

Quando ho V=1 posso variare o la composizione o la temperatura e l'altro parametro è automaticamente determinate.

Quando V=0, non posso variare alcun parametro; un solo valore corrisponde ad un insieme contemporaneamente.

Due Componenti - Miscibilità Completa allo Stato Liquido, Parziale allo Stato Solido

Liquido

• Curva di liquido
• Curva di solido
• Solvus (curve di solubilità)

1^o Caso - Composizione della miscela pari a Z

Considerando il raffreddamento della miscela notiamo che a temperatura t₁ il sistema è tutto in fase liquida e ha variabile V=Z-1+1=Z. Abbassando la temperatura a t₂ ci troviamo sempre nel campo di esistenza di fase liquida e solido β. La soluzione si forma al primo abbassare di temperatura.

Alla temperatura t₃ si mescolano a t_a finch'essa non risulta minore alla composizione della miscela della soluzione di fase β. In tal caso, sin dall'attimo, il rimanentecomposizione V=Z-2×t₀ è minore al solla della liquori fetta la curve si incidono e compoanzione d'α. Inoltre computinosconto be penetrera soldibil tacca.

A temperatura ambiente la microstruttura sarà:

i grani saranno costituiti sia da α e del precipatato di β in una percentuale bassa microstruttura per la nostra composizione della lega

2° CASO - composizione della miscela per x1

Composizione del sistema x1. A ta il sistema è allo stato liquido v=2, At1 dal liquido inizia a formarsi il primo cristallo di β v=1 cominciando a raffreddare il sistema la composione del liquido e la quantità di microstruttura si spostano rispettivamente lungo la diretra di liquido e di solido. Quando ho raffreddato il sistema ovvero arrivaro alla temperatura te avro finito la composizione del primo e quindi ora da solido ora di liquido avremo E. AtE inizia quindi a formarmi anche il β quindi avremo una miscela di α, β, E (perché in 3 fasi) A te la temperatura si alzerà fino a che non avrà andato via tutto il liquido e in fommerà la miscela α + β. Adesso a temperaturaavremo α + (α+β) e quindi v=1. Da te fino a temperatura ambiente la composizione sarà di α che dissolven lungo le curve di dissoluzione.la (microstructtura di x1.)

Anche in questo caso abbassando la temperatura si forma il “precipitato di β” non ma da nelle laminati da o sulla miscela eutettica)

3^o CASO → composizione del sistema coincidente con Ce (composizione eutettica)

A temperatura t₄, ho il sistema che è detto liquido e quindi V=2 abbassando la temperatura la variamo e sempre V=2 fino a quando raggiungiamo te.

A te il forma detesta minuta la miscela α+β e V=0: la temperatura si abbassa fino a quando il liquido non va via. Quando il liquido è andato tutto via avremo α+β e quindi V=1, continuando ad abbassare la temperatura la composizione di α e di β si portano lungo le rispettive curve di solubilità.

La microstruttura avrà:

• - precipitato di β
• - precipitato di α

(in ogni granuli ci sono lamelle di α e β contemporaneamente nelle lamelle ciò c'è precipitati di β e sulla bordello di grani precipitati di α)

4^o CASO → composizione del sistema x₂

Avendo composizione della lega uguale a x₂, avrà i medesimi raggiungimenti del 1^o caso ma diversa microstrutture.

La microstruttura a temperatura ambiente:

grani di β con^{precipitato di α}

5^o CASO → composizione x₃

liquido

₂ + L

_L

A₁

A₂

A B x₃

T

V=1

V=0

V=x₂

t

Medesimo ragionamento del 2^o CASO, ma diversa microstruttura

• precipitato di _^β

grani in cui ora sulle lamelle di β, ora sul precipitato di α

Diagramma di due componenti:

Si dice che si ha la formazione di un "composto congruente" quando ad una certa temperatura (detta temperatura di fusione) si trasformano totalmente dallo stato allo stato liquido con la stessa composizione.

Tutte le miscele con composizione tra 100% di A e 100% di AmBn vengono descritte solo nella parte del diagramma A-AmBn; vale lo stesso per le miscele di composizione tra 100% A_mB_n e 100% B, che vengono descritte solo nella parte di diagramma A_mB_n-B.

1° Caso

(presenza di fusione congruente di un composto) A ti se ritorna a solo stato liquido e V=2 (perché ho solo la fase liquida).

A temperatura appena sotto t₂ dove iniziai a formarsi il primo cristallo di A (composizione del liquido = x₁)

Scendendo lentamente con la temperatura la composizione del liquido tende a portarsi lungo la retta di liquido a V=1.

Alla temperatura t_e il liquido non si fondeva più solo il solido A ma una miscela di solido A + A_mB_n ed il solido V=0 (vedere equilibrio esatto) contenuta fino a quando il liquido non aver andato V=0 tutta, e la temperatura iniziale t_e avremo A + (AmBn) e le fase erano in movimento Z quindi V=1.

La microstruttura dove:

grani di A e lamelle di A_mB_n

2º CASO | compressione x₁

A temperatura t₁ il sistema è nello stato liquido e V=_z

A t₂ avviene la formazione del primo cristallo solido A_nB_m e V=1

Abbandonando la temperatura la composizione del liquido A_mB_n si sposta lungo la curva del liquido, ma ad un certo punto raggiunge la t_e. A t_e il liquido ha raggiuntola composizione C ed esiste un non solo solido AC (ma liquido AC+(β+AG)) la temperatura te compre A i 0=V-1...

E assume una differenza costante fino a quando tutto il liquido cristallizza B_y; dopo la cristallizzazione la temperatura te diventa 2V=1 quindi ho ABA'(_AB)

AB...

3º CASO - compressione x₂

A temperatura t_A il sistema è nel...

...iduo dar contro

Vale lo stesso ragionamento fatto per i casi precedenti; infatti raffreddandoanzi, il sistema ottiene la vasta curva di raffreddamento che cambia la microstruttura.

4° CASO Composizione x₃

LIQUIDO

Ho il medesimo ragionamento dei casi precedenti e quindi stesso caso dei rispettivi diagrammi. Varia solo la microcostritturna.

5° CASO Composizione coincidente con A_mB_m

LIQUIDO

A t₁ sistema nello stato liquido e V=2

A t₂ → V=0 (ho L^{solido, ettoforma di cristalli} + A_mB_m^{solido, ettoforma di cristalli}) + (A_mB_m + L))

Quando il liquido avra' scomparso la variazione continuerà a scendere e sarà V=1 e avremo solo ASF: non interveremo negli eutettoidei precisiamo egli strami e della microcostritturna e forma dei grani solidi A_mB_m.

DIAGRAMMA due componenti

MISCIBILI ALLO STATO LIQUIDO IMMISCIBILI ALLO STATO SOLIDO CON FORMAZIONE DI UN COMPOSTO A FUSIONE INCONGRUENTE.

Si dice che un composto presenta FUSIONE INCONGRUENTE quando partendo da un composto solido e, una volta superata la temperatura di fusione incongruente, si ottengono un altro solido e un liquido che presentano una composizione differente rispetto a quella iniziale.

_t2

A

B

t_p = temperature peretettica

- curva di liquido

- curva di solido

CASO 1 Composizione _z:

- A t_a ci ritroviamo tutto allo stato liquido e V = 2.

- A t₂, dal liquido si forma il solido A e V = 1 (abbiamo liquido + A).

Scendendo fino alla temperatura euletettica non avremo più liquido + A ma A + AB e V = 0. La variazione rimarrà uguale a 0 fino a quando il liquido non sarà composto e saremo in A + (A+ B).

Schema: grani di A e lamelle di AB.

CASO 2^o Composizione _x

At, il sistema è allo stato liquido e V=Z

At, abbiamo la formazione del primo cristallo di AB e V=1 (abbiamo

liquido + A)

Continuando a raffreddare la composizione del liquido si porta lungo

la curva di liquido di Amb sin quando non arrivo alla temperatura

ulteriore t. V=0 così avremo liquido + AB (AB+A) fino a quando

il sistema giace liquido non possiede e V=Z quindi avremo AB

La

microstruttura solida

Se la concentrazione coincide con quella eutettica la microstruttura

sarebbe

tutte lamelle di AB e A

CASO

Liquido

A + AB + B

At il sistema si trova allo stato liquido, e la variazione è V=Z. Abbassando t

dal liquido si forma solido e il V=1. Abbassando la temperatura la compo-

sizione del liquido si porta lungo la curva fino a t, temperatura perlitica.

At abbiamo una fase tra liquido e solido B formando AB, poiché se il

termico a sinistra di AB avrà inizio una reazione frazioni perla B, quindi in

minera ad effetto rispetto al liquido e cioè il numero di mole di e 2

numere, del numero di moli di liquido (mol, Cm). Se detto reagmente lim-

mextent, una reazione come quando compare. T o la temperieblica

massima di quale può sostenre Anh solido, il liquido il solido comincia

ad avere Bove e dove origina e A

Il paragrafo Z B + A B e V=0

Quando B compiere la temperature di

riferenda di allora, il sistema è costituito da liquido e AB che variazione

di V=1. At rei non è costituito da liquida dia (B + A) dal liquido

si forma AB+A per cui V=0. La temperatura non diminuiral fino a quando

il liquido non compare. Quando lo stato avviene il ritorna avet

composti AGT= AB+ + ), z le avrà=1 la temperature ritierno a rindere.