Riassunto esame Tecnologia dei materiali, libro consigliato "Materiali da costruzione" vol. 1-2, prof Massidda, Bertolini

PARTE I: STRUTTURA DEI MATERIALI

Microstruttura di equilibrio

Molti materiali sono ottenuti miscelando diversi elementi chimici o diverse sostanze ad alta temperatura, quando sono allo stato liquido. Il successivo raffreddamento determina la solidificazione della miscela e la formazione di strutture solide, nelle quali sono presenti diversi elementi introduci nella miscela. I materiali metallici vengono usati in forma di lega ottenute solidificando miscele liquide di diversi elementi metallici. Un aspetto molto importante è rappresentato dalla possibilità di studiare la struttura che si forma durante la solidificazione di un sistema ottenuto miscelando più componenti.

I sistemi eterogenei

Si definisce fase una porzione omogenea di un sistema chimico fisico eterogeneo identificabile in base al suo stato fisico e alla sua struttura interna. Se si scioglie del sale in acqua si ottiene un'unica fase liquida (soluzione salina omogenea) ma aumentando la quantità di sale oltre il limite di solubilità ottengo 2 porzioni omogenee, cioè 2 fasi: la soluzione satura e il sale che non si è sciolto. Nelle leghe metalliche le fasi coincidono con il metallo fuso e con un preciso reticolo cristallino.

Si definisce varianza di un sistema eterogeneo in equilibrio il n° di parametri di equilibrio che posso far variare senza che cambii il n° delle fasi. In condizioni di equilibrio la varianza è data da:

V = C + 2 - f

n° fasi presenti

V: variabili fisiche

m (T, p) agenti

n metodi miscelati

Per una miscela binaria la regola delle fasi è:

V = 2 + 1 - f

p = cost

e c'è solo una fase la varianza è pari a 2 e possono variare temperatura e composizione della fase senza variazioni n° di fasi. Se ci sono 2 fasi il sistema è monovariante e posso fissare solo una variabile. Se ci sono 3 fasi il sistema è invariante e non si può variare nulla finché non scompare una delle tre fasi.

Diagrammi di stato binari

Sono tracciati a pressione costante riportando nelle ascisse la composizione della lega e nelle ordinate la temperatura. La composizione è espressa in percentuale di massa. Sul diagramma si tracciano i campi di esistenza delle diverse fasi in funzione delle variabili coordinate. I diagrammi, una volta fissate lega e temperatura permettono di valutare se le fasi

PARTE 1: STRUTTURA DEI MATERIALI

Microstrutture di equilibrio

Molti materiali sono ottenuti miscelando diversi elementi chimici o diverse sostanze ad alta temperatura, quando sono allo stato liquido. Il successivo raffreddamento determina la solidificazione della miscela e la formazione di strutture solide, nelle quali sono presenti diversi elementi introdotti nella miscela. I materiali metallici vengono usati in forma di Lega, ottenute solidificando miscele liquide di diversi elementi metallici. Un aspetto molto importante è rappresentato dalla possibilità di studiare la struttura che si forma durante la solificazione di un sistema ottenuto miscelando più componenti.

I sistemi eterogenei

Si definisce fase una porzione omogenea di un sistema chimico-fisico eterogeneo identificabile in base al suo stato fisico e alla sua struttura interna. Se si scioglie del sale in acqua si ottiene un’unica fase liquida (soluzione salina omogenea), ma aumenta la quantità di sale oltre il limite di solubilità ottengo 2 porzioni omogenee cioè 2 fasi: la soluzione satura e il sale che non si è sciolto. Nelle leghe metalliche le fasi coincidono con il metallo fuso o con in preciso reticolo cristallino.

Si definisce varianza di un sistema eterogeneo di equilibrio il n° di parametri di equilibrio che posso far variare senza che cambii il n° delle fasi. In condizioni di equilibrio la varianza è dotata da:

V = C + 2 - f _{n° fasi presenti n° variabili che si possono variare} (T = p cost)

Per una miscela binaria la regola delle fasi è:

V = 2 + f - f _{p cost, ogni fase la varianza è pari a 2, possono variare temperatura e composizione} della fase senza variare il n° di fasi.

Se ci sono 2 fasi il sistema è monovariante e posso fissare solo una variabile, se ci sono 3 fasi il sistema è invariante e non si può variare nulla finchè non scompare una delle tre fasi.

Diagrammi di stato binari

Sono tracciati a pressione costante riportando nelle ascisse la composizione della lega e nelle ordinate la temperatura. La composizione è espressa in percentuale di massa. Sul diagramma si tracciano i campi di esistenza delle diverse fasi in funzione delle variabili considerate. Diagrammi una volta fixate legga temperature permettono di valutare se le fasi

presenti, la loro composizione, la loro quantità relativa. Per rappresentare la

composizione media del sistema si può utilizzare un cerchio vuoto e per la

Composizione di ogni fase presenta dei punti pieni. I diagrammi di stato binari

si possono ricondurre alla combinazione di alcune condizioni di base:

• MISCIBILITÀ COMPLETA ALLO STATO LIQUIDO E ALLO STATO SOLIDO
• MISCIBILITÀ COMPLETA ALLO STATO LIQUIDO E PARZIALE ALLO STATO SOLIDO. CON
• PRECEDENZA DI TRASFORMAZIONE EUTETTICA O PERITETTICA
• MISCIBILITÀ ALLO STATO LIQUIDO E IMMISCIBILITÀ COMP