To tylko jedna z 7 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
141
Æwiczenie 16
RODZAJE FAZ W STOPACH DWUSK£ADNIKOWYCH
1. CEL ÆWICZENIA
Celem æwiczenia jest poznanie podstawowych rodzajów faz i sk³adników strukturalnych, wystêpuj¹cych w stopach dwusk³adnikowych w stanie równowagi termodynamicznej.
2. WIADOMOCI PODSTAWOWE
Stopy metali mog¹ byæ substancjami jedno- lub wielofazowymi, przy czym pod
pojêciem fazy rozumie siê jednorodny pod wzglêdem sk³adu chemicznego i w³aciwoci fizycznych obszar stopu oddzielony od jego reszty powierzchni¹ rozdzia³u, tzw.
granic¹ miêdzyfazow¹. Pojêcie fazy schematycznie przedstawiono na rys. 16.1. Podstawowymi rodzajami faz wystêpuj¹cymi w stopach metali s¹:
czyste metale,
roztwory sta³e metali,
fazy miêdzymetaliczne,
zwi¹zki chemiczne.
W zale¿noci od temperatury, cinienia oraz
granica
stê¿enia sk³adników tworz¹cych stop zmieniaj¹
siê warunki równowagi termodynamicznej pomiêdzy fazami, skutkiem czego sk³ad stopu ulefaza f2
ga zmianom zarówno pod wzglêdem liczby, jak
i rodzaju faz. Przebieg tego zjawiska mo¿na opisaæ w postaci tzw. wykresów równowagi fazofaza f1
wej, które stanowi¹ podstawê analizy przemian
fazowych zachodz¹cych w stopach metali.
Znajomoæ fazowej budowy stopu pod Rys. 16.1.
wzglêdem jego sk³adu chemicznego, struktury Schemat struktury dwufazowej
i parametrów stereometrycznych ma zasadnicze
znaczenie w metaloznawstwie, gdy¿ od tych wielkoci zale¿¹ w³aciwoci fizyczne
stopów w skali makroskopowej. Bardzo praktyczna do analizy uk³adów równowagi
fazowej jest wyprowadzona po raz pierwszy przez J. W. Gibbsa regu³a, któr¹ mo¿na
przedstawiæ w postaci zale¿noci:
s=nf+1
(dla p = const.)
(1)
Opracowa³: Stanis³aw M. Pytel
142
gdzie: s - iloæ stopni swobody,
n - iloæ sk³adników,
f - iloæ faz,
p - cinienie.
Przy za³o¿eniu, ¿e przemiany fazowe odbywaj¹ siê przy ustalonym cinieniu, dla
stopów dwusk³adnikowych (n = 2) regu³a faz przyjmuje postaæ: s = 3 f, z czego
wynika, ¿e stop dwusk³adnikowy mo¿e mieæ strukturê jedno- (s = 2) lub dwufazow¹
(s = 1). W szczególnym przypadku przy ustalonej temperaturze i stê¿eniu sk³adników
(s = 0) wystêpuj¹ w stopie trzy fazy, co ma miejsce np. podczas przemiany eutektycznej oraz perytektycznej.
Badania fazowej budowy stopów metali przeprowadza siê ró¿norodnymi metodami. Sk³ad chemiczny poszczególnych faz mo¿na okreliæ za pomoc¹ mikroanalizatora
rentgenowskiego, zwanego równie¿ mikrosond¹ elektronow¹. Dzia³anie tego urz¹dzenia oparte jest na wykorzystaniu wi¹zki elektronów do pobudzania atomów pierwiastków, wchodz¹cych w sk³ad badanego obszaru, do promieniowania rentgenowskiego. Badania widma charakterystycznego tego promieniowania przy zastosowaniu
specjalnych analizatorów pozwalaj¹ identyfikowaæ pierwiastki wchodz¹ce w sk³ad
danej fazy, a tak¿e okreliæ ich zawartoæ. Budowê krystaliczn¹ faz wystêpuj¹cych
w stopach metali wyznaczyæ mo¿na dziêki wykorzystaniu zjawiska dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego na próbce w urz¹dzeniu zwanym rentgenem strukturalnym, lub dyfrakcji wi¹zki elektronów w transmisyjnym
(…)
… sta³e lub fazy miêdzymetaliczne w okrelonych przedzia³ach stê¿eñ sk³adników. W przypadku, gdy dwa metale rozpuszczaj¹ siê w sobie bez ograniczeñ w stanie sta³ym, tworz¹ one roztwór sta³y ci¹g³y, wówczas struktura jednofazowa wystêpuje
w ca³ym zakresie stê¿eñ od 0% do 100%, jak to przedstawiono na rys. 16.2.
Po wytrawieniu stopów jednofazowych na powierzchni zg³adów ujawniaj¹ siê granice ziaren…
…¹ mieszaniny eutektyczne oraz eutektoidalne. Na podstawie badañ metalograficznych stwierdzono, ¿e fazy f1 i f2 , tworz¹ce
mieszaniny, mog¹ mieæ kilka charakterystycznych kszta³tów i sposobów rozmieszczenia. Do najczêciej spotykanych nale¿¹ mieszaniny eutektyczne o budowie:
a) p³ytkowej obie fazy maj¹ kszta³t p³ytek o zbli¿onej gruboci (np. w stopie Cu-P
eutektyka α+Cu3P),
b) s³upkowej jedna z faz…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)