Metallurgia e materiali non metallici - diagrammi di stato semplici

Diagrammi di stato semplici

Fase di un sistema

È tale lo stato cui si trova una sostanza ad una determinata temperatura e pressione. Es.: sistema composto in un liquido ed unico componente.

Liquido limpido: acqua

Liquido eterogeneo: acqua e olio

Miscibilità:

• _{1 fase:} acqua, benzene
• _{2 fasi:} acqua e olio
• _{3 fasi:} acqua, olio e sale

Regola di Gibbs (Regola delle fasi)

All'equilibrio chimico e con configurazione fisica prefissata la VARIANZA (numero di gradi di libertà di un sistema), vale:

V = C + t - m - f

• C: componenti indipendenti
• t: numero di fattori fisici che governano il sistema
• f: numero delle fasi

Ovvero, il quanto variabili non sufficiente per cambiare condizioni di equilibrio di un sistema.

C = C_t - r = composti totali - relazioni di indipendenza es _a + _b ↔ _c + _d

• C_i = C_f - 1 = 2 - 1 = 1
• r = 1
• C_i = C_f - 1 = 2 - 1 = 1

min 2 [P], [T]-V = 2 + 2 - 2 = 2

Un' descrizione: il sistema ad acido caso ai crogiolo in cui è contenuto un metallo A e un altro B, allo stato fuso

C_i = 1 (A) + 1 (B) = 2 = 2

V = 3 - f

Si scrive 2 PT ma la p è atmosferica, quindi per errore dimmi solo con la T

Esistono per sistemi in cui si controlla anche la P

La temperatura viene abbassata (governata) "a scalini" per permettere stati di equilibrio

b Raffreddamento per successivi stati di equilibrio

Convezioni da usare per gli esercizi:

• α = α° recel, diretto
• α' = α_x - stessa angolazione per i due tratti seguenti

Diagrammi di stato semplici

Fase di un sistema

Il termine "lo stato" di trova... una sostanza ad una determinata temperatura.

Punto triplo - 3 fasi: coesistenza di 3 fasi. Esempi:

• Acqua ₁: acqua, vapore acqueo, ghiaccio

Miscibilità

• 2 liquidi - una lega eutectica.
• Pb/Bi: s. liquido - s. solido

Regola di Gibbs (Regola delle fasi)

All'equilibrio chimico e con configurazione fisica prefissata, la varianza (numero di gradi di libertà di un sistema) vale:

V = C + T - M - F

• C: componenti: max n. di fasi concorrenti
• T: numero di fattori fisici che governano il sistema
• F: il numero delle fasi

Ovvero, il questo variabile non sufficiente per cambiare (e controllare) in equilibrio il sistema

C = C_T - r = composti totali - relazioni di interdipendenza

• es. (O₂)_g (O₂)_c (C₁)

C_i: = C_tot - r = 1 (+1) = 2 = O₂ (open)

es. - V = 2T - 2 - 2

Un esempio di un sistema

Sistema nel nostro caso è il crogiolo in cui è contenuto un metallo A e un altro B, allo stato fuso

C_i: = 2 - 0 = 2

m e t, V = 4

Scrivere: 2 P, T ma b è P₁ è atmosferica, quindi sono 5, calo con T(Esistono per sistemi m.v.s. controlli anche le P

La temperatura viene abbassata (governata) a scalini per permettere stati di equilibrio

b: raffreddamento per successivi stati di equilibrio

Convenzioni da usare per gli esercizi

• α° = ° diritto
• α = α_n, stesso angolo per i due tratti seguenti

Diagrammi di solidificazione di una lega

Esso permette delimitare il spazio di omogeneità di:

• Composizione chimica
• Stato di aggregazione
• p + T

Diagrammi di stato binario a perfetta miscibilità allo stato solido

Si tratteggia solo la zona dove vi è fase completamente solida

Non si tratteggia la zona dove vi è fase o completamente liquida

Diagrammi di stato

Le percentuali sono riferite alla quantità di B (posto a dx)

Lungo stato di separazione unica composizione chimica => unica fase

Legenda

Cerchio = Identifica la composizione chimica media del sistema

Punto = all'interno delle fasi se ce n'è sono 2 o più

25-03-14

O Curva a composizione chimica inedita

legenda: _grammo di unglimento del C% in a% b% Ail 6 z amulet unica ed è solo liquido, solo solido, _gr …punti sui cerchi sta i letti delle rette concentrico si carico vuoto

O Pallino vuoto ho sempre il centro sulla retta _della percentuale

2 (fasi: liquida e solida)

• 2 pallini neri _lliquido → /₃ B; (100-/₃) A
• solido (α) → /₂ B; (100-/₂) A

se liquida è composta dal /₃ B e (100-/₃) A

solida è composta dal /₂ B e (100-/₂) A

Disegnare curva di raffreddamento di un sistema

• Eseguito tenutura → tempo
• Ultimo raffreddamento → tempo
• Trovare temperatura d’interesse

Legende

• _θl → tratto ripido
• _αl → curva lentamente restituisce il calore latente
• | | | → linea retta

Calcolare lo vertenze di ognu tratto

• _V = 3-F = 3-₂
• _V = 3-F = 3-1-2
• V = _{c; u; 1-f} = (2-0) + 1-f = 3-f f

Se vertenze = 2 → campo di bruenza

Se _V = 1 → campo di monovertenza

Non posso contenere l_υ di AeB in fase solida

BIVALENZA

Per spostarvi de D a E e da D vado a D, però di D a E effettivamente i punti: restano fissi, quindi non si riattr.

Sale un perimetro T (avventure a 13 no dividendo Se è A o B ↲ olub e liquido = Mondurreciev8

Regola della leva

• Liquidus = _a/_a+_b x 100
• Solidus = _b/_a+_b x 100 = 100% → Liquidus quantità di solido: q_s + quantità di liquido (q_l) = 100% x componenti chimica emoll. (x_s eq.x₁) + q_l(x_ex_ln+1)
• q_s + q_l = 100x + q_l(x_nx) + q_l(x_ex_ln+1)
• { q_l = _b/_a+_b x 100 q_s = _a/_a+_b }

Ilulto però, pub ceartorale che una lega passacomportare come o ün metallo puro. Esso sono diagramum di stato.

1.2 eq × (↲) (In questo caso e semple) A complete inssolubilita

Diagramma di stato binario semplice a completa immiscibilità allo stato solido

Vuol dire che allo stato solido ho grani di A e B separati.

A una data X (e solo ad una) che ripende di due metalli A e B, si comportano come un metallo pure⟷ Temperatura estretica del sistema

X = composizione chimica estreticaEestetica

Puntohe In Future si a X hx se grafico di raffredamento di un solido pure

Tratteggiare e fasi:

• S: tratteggia solo la manofase solido, ma non il liquido
• tratteggiano la retta A e Bfase 1T liquidosolido (A)xe xf xaxa xb100% AAe il liquido diventa solido

grani:

1. In questo range ottengo grani puri
2. Composizione estrettta
3. In questo range ottengo gradi puri

Curve

rettileggi

Non sono in relazione inversa le pendenze

Solo con il caso _qBV=0

Fiss.: I ≤ T_E : manifest _A, _B (creazione dei f. preesistenti) e solo duvelle.

Costituenti strutturali

mutazioni del sistema, ovvero cosa compone la miscela metallica ad una determinata temperatura.

Fiss. Qualitativo

Costituenti fissi: qualitativo ed innesto di sezione →Diagramma di stato a parziale miscibilità

1. Zona monofasica → α
2. Zona monofasica → β
3. saldo α + duvelle (αβ)
4. duvelle (αβ)
5. saldo β + duvelle (αβ)

Es. T=500°C

FASI

Comp chim fis: Quantitativ CQuantitav STRUTT: Quantitavo Cα30% B70% A75%50%β70% B30% A25%50%

T=50ºC

Quantitativo componenti strutturali

• q_α = 30 100 ¹⁰⁰³⁵
• Q_str = q_α + q_β
• Quantitativo C componente: Q_str = quant_ini-ter = 50% 50%
• Q_str = 7/struttur sistemazione

In un grafico le monofasi e le bifasi si alternano all'inizio e finito con una monofase.

Precisezione sul grafico

Punto singolare

Punto singolare perché in quel punto vi è un cambiamento di fase e le pentavasi prima e dopo quel punto varsi (unicamente)

Al/ nei siti 1; 2; 3; blahzono salde o divinnuse di sublititi 3, subilititi 2

Se 2 fisis; α — β = 0, il pliocheCrecondo anche si muelle perdase ou sense plasine du T3β spostatlos andue — caso si aucde A per offuno plioche β

Il fenomeno per cui α duminisce il contento di B al diminuire della temperature si chiuma smisceclamento

In quattro caso ó serrebbe 3 punto(al smiscleclados, aduo dimimelo (cautontu), B nonoce elhasito s.do tempereture lsi optima...

Doppo smisceclomento

Quando solidifica ad esempio α, succede che solidifica solo il grani e i lamelli placchette β_L non succede che solidifica per bene più lamelle (le dendrite).

Leggi sussidiarie

il sistema nel quale solidificano 2 fasi solide, devono formarsi solo fra 2-3 fasi quelli che sono in equilibrio con loro (ad es.: metallo 1 stabilisce il 100% di solidi e α + grani di α/βplacca a/b).

α — punto min della curva e delle curve. α = x₁ punto f[α] x₂ X₁ punto di placcare [px/S] = Y₁

Regole degli leve

xIsolamento dello [stadio F]p = fa. — f_X p. 100 - α = plachetta

Inizio di reazione

Se del 100% gralini di un metallo, (β_L placcarela β) R. para [smaterialmente stabilisce dell' due fase α, observes con l'unione T_α.100 x α = B₂ placca β, X₁ grani delle stadio di α, Y₁ placca α.

Unione degli grani di stabilizzo — leGrani residuo.X₁ grani di. — Y₁ quadro β.

Brunelle Fondro?

Procedura come legge sussidiaria di fasi auteticie.

Sotto [p_f] = 100% [px sterale [di fasi β e α] * Brunelle a? ** Brunelle β? X₁ caso [S fondro]. La grani residuo Esso in fondo100% - X₁ grani — Y₁ grani residuo.

100% grani residuo - Y₁ placchetta + α relative di X₁ lamelle α.

Diagramma binario semplice e trasformazione perittetico

Tα[p] βA BLegate orizzontalle di [iku] α trasformazione perittetico S di arrivo zona

Per cerco Z tesi reinseco zona (t/i). Concentrazione peritetica

• Se C = C_per Trasformazione peritetica Avviene quando si ottiene una concentrazione peritetica (quella che passa per il punto), tutto fuori fase β,
• Se C > C_per T > T_per: Fasi: α (solido)
• T < T_per: Fasi: α (solido), liquido
• Se C < C_per T α + Fasi: α liquido
• T C = C_per, C < C_per, C > C_per α sempre sottonose che sta sulla linea riscaldata!

Nei sistemi PERITETICI, se α sovrasiede β, a differenza dei sistemi eutettici, viene smiscielato in GRANI e non in piscchette

9.08.14

IIT₁: F_es = L_iquido 100%

T₂: F_es = nel liquido al volgeredi reagenti^lead

T₃: F_ol = L_iquido reagiscono dentro al solido

T₄: F_es = al solido

IVT₁: L_iquido 100%

T₂: liquido a grani β grani

T₃: liquido recessivoregg

T₄: liquido arcido β grani T₁ L_iquido 100%

T₂ liquido a grani β grani

T₃ T₂ a crescendo grani β grani