Riassunto per l'orale di materiali metallici

DIAGRAMMI DI STATO

Indica quali sono le fasi presenti, la composizione delle stesse ela loro frazione (% rispetto al totale), quando sono note lesole variabili indipendenti temperatura e composizione.

DIAGRAMMA DEL FERRO PURO

è rappresentato da un asse,poiché la composizione è costante (esiste una sola fase,al 100% di Fe).

Fe-liq.

1537°C

Fe-δ

1392°C

Fe-γ

911°C

Fe-α

REGOLA DELLE FASI DI GIBBS

V = n - f + φ

V: varianti del sisteman: numero dei componenti indipendenti del sistemaf: fasi presentiφ: fattori fisici attivi (in genere T e P, in genere quindi φ=2)

es.: metallo puro   V = 1 - f + 2 = 2 - f (S otteniamo A costante)es.: sistema binario   V = 2 - f + 1 = 3 - f (perciò φ = 1)

DIAGRAMMA DELL'ACQUA

X: punto triploA: equilibrio solido-vaporeB: equilibrio liquido-solidoC: equilibrio liquido-vapore

solido: V = n - f + φ = 1 - 1 + 2 = 2(posso variare indipendentementesia T che P in un intervallo piccolosenza che vari lo stato di equilibrio dell sistema, cioè rimanesolido).

linea C (eq. liquido-vapore):V = 1 - 2 + 2 = 1

(posso variare indipendentemente solo un parametro, l'altroper mantenere lo stesso stato diequilibrio, dipende dal primo).

DIAGRAMMI DI STATO

Indica quali sono le fasi presenti, la composizione delle stesse e la loro quota (riferita % rispetto al totale), quando sono note le sue variabili indipendenti temperatura e composizione.

DIAGRAMMA DEL FERRO PURO: è rappresentato da un asse, poiché la composizione è costante (esiste una sola fase, al 100% di Fe).

Fe-liq. Fe-δ Fe-γ Fe-α SRT 0% 100%

REGOLA DELLE FASI DI GIBBS: V = n - f + Φ

V: varianta del sisteman: numero dei componenti indipendenti del sistemaf: fasi presentiΦ: fattori fisici attivi (in genere T e P, in genere quindi Φ = 2)

es.: metallo puro V = 1 - f + Φ = 2 - f ( ) Se consideriamo P costante,

es.: sistema binario V = 2 - f + Φ = 3 - f perciò Φ = 1.

DIAGRAMMA DELL'ACQUA:

X: punto triploA: equilibrio solido-vaporeB: equilibrio liquido-solidoC: equilibrio liquido-vapore

solido: V = n - f + Φ = 1 - 1 + 2 = 2 (posso variare indipendentemente sia T che P, in un intervallo piccolo senza che vari lo stato di equilibrio)

linea C (eq. liquido-vapore): V = 1 - 2 + 2 = 1 (posso variare 1 indipendente mentre solo un parametro, l'altro, per mantenere lo stesso stato di equilibrio, dipende dal primo)

PUNTO TRIPLO (X): V = 1 - 3 + 2 = 0

(non posso variare nulla se

voglio mantenere l'equilibrio)

DIAGRAMMA DI STATO BINARIO

lettura verticale:

fissata una lega

a composizione

costante, leggo

come evolve la

struttura

T_{fusione di B puro}

T_{fusione di A puro}

100% A

0% B

composizione (%)

0% A

100% B

SISTEMA CON "MISCIBILITÀ" COMPLETA ALLO STATO LIQUIDO E SOLIDO

STATO

LIQUIDO

liquido

STATO SOLIDO+LIQUIDO

solido

STATO SOLIDO

Nel punto 1 ho un'unica fase (liquida).

Nel punto 2 ho due fasi all'equilibrio, con V = 1 le composizioni

delle fasi sono univocamente determinate.

REGOLA DELLA LEVA INVERSA:

M_B S_B = M_B

M_A + M_B = M_A

M_T M_T

massa

liquida

massa

solida

di A

di B

M_L

M_T

massa totale di

di A e B

M_B M_L M_S M_B——— —— —— ——

M_L M_T M_T M_T↑ ↑massa totale massa totaledel liquido del solido

C_L (composizione del liquido)

——— = f_L (frazione della massa del liquido rispetto alla massa totale)

M_T

M_B ——— = C₀

M_T

f_L ∙ C_L + f_S ∙ C_S = C₀

Tenendo conto che f_S + f_L = 1

C₀ = C₃ f_S + C_L (1 - f_S)

C₀ - C_L = (C_S - C_L) f_S

f_S = ---------

C₀ - C_L———————————————C_S - C_L

Similarmente si trova

f_L = ---------

C₀ - C_S———————————————C_L