doc. dr. Roman Šturm GRADIVA – Fazni diagrami in zlitine Shematična predstavitev, kako narava, količina, velikost, oblika, porazdelitev in orientacija faz kontrolirajo fizikalne lastnosti materiala.

Faza

Sestavazlitine

TemperaturaTlak

Faza

Sestavazlitine

TemperaturaTlak

narava

jeklo

beton

velikost

porazdelitev

količina

jeklobeton

oblika

orientacija

Popolna netopnost v tekočem in trdnem stanju

Popolna topnost v tekočem in v trdnem stanju

100% A Sestava 100% B

Tem

pera

tura

(°C

)

TB

TA

talina (L)

trdno ( )α

talina+trdno (L+ )α

Likvidus

Solidus

Primer: Cu-Ni

(Cu) Sestava (mas.% Ni) (Ni)

Tem

pera

tura

(°C

)

Tem

pera

tura

(°F)

Sestava (at.% Ni)

L

α

α+L

Likvidus

Solidus

1453 °C

1085 °C

Popolna topnost v tekočem in v trdnem stanju

Sestava (mas.%)

Tem

pera

tura

Točkataljenja A

Interpretacija faznih diagramov

Sestavasistema

Temperaturasistema

Sestava pri Tα 1

A X B1

T1

Točkasistema

L

α

L+α

CLCα

Vzvodno pravilo – kako določimo količino faze

C C CL 0 α

Sestava (mas.% Ni)

Tem

pera

tura

(°C

) L

α

α+L

Konoda - izoterma

R S

Rast trdnih raztopinskih kristalov – ravnotežno ohlajanje

Sestava (mas.% Ni)

Tem

pera

tura

(°C

)L

L+α

α

L(35 Ni)

L(35 Ni)

α (35 Ni)

α (35 Ni)

α (43 Ni)α (43 Ni)α (46 Ni)

α (46 Ni)

L (24 Ni)

L (32 Ni)

L (24 Ni)

L (32 Ni)

Cu-Ni Mikrostrukture pri neravnotežnem ohlajanju

Sestava (mas.% Ni)

Tem

pera

tura

(°C

)

L

L+α

α

L(35 Ni)

L (35 Ni)α (46 Ni)

L (21 Ni)

L (24 Ni)

L (29 Ni)

L (21 Ni)

L (24 Ni)

L (29 Ni)α (46 Ni)

α (31 Ni)

α (38 Ni)

α (42 Ni)

α (40 Ni) α (46 Ni)

α (31 Ni)α (35 Ni)α (40 Ni)α (46 Ni)

α (35 Ni)α (40 Ni)α (46 Ni)

α (40 Ni)α (35 Ni)

α (31 Ni)

α (46 Ni)α (40 Ni)α (35 Ni)

Popolna topnost v tekočem, popolna netopnost v trdnem

Tem

pera

tura

A BSestava

Evtektičnatemperatura

Evtektičnasestava

Likvidus

Solidus

L

A+LL+B

A+B

Popolna topnost v tekočem, popolna netopnost v trdnem

Temperatura

A Sestava B

Kristali A vmatrici L

1L L

1 2

Vse talina(L )

evtektik

Kristali B vmatrici L

2

Evtektična mikrostruktura -fina, izmenični sloji A in BC

evtektik

Popolna topnost v tekočem, delna topnost v trdnem Te

mpe

ratu

ra (°

C)

(Cu) Sestava (mas.% Ag) (Ag)

Fazni diagram: baker - srebro

Evtektična izoterma

Likvidus

Solidus

Solvus

Invariantnaali

evtektičnatočka

Mejatopnosti

779 °C (T )E

L

α+L

α+β

βE8,0 71,9 91,2

(C ) (C ) (C )α βE E E

α β+L

0

Popolna topnost v tekočem, delna topnost v trdnem

Mikrostruktura v evtektičnih zlitinah

Tem

pera

tura

(°C

)

0 10 20C Sestava (mas.% Sn)

1

Solidus

L (C mas.% Sn)

1

L

(C mas.% Sn)1

α

α+β

Tem

pera

tura

(°C

)

C2

Sestava (mas.% Sn)

Solvus

α+L

α+β

α

β

α

L L

C mas.% Sn2

(C mas.% Sn)2

Tem

pera

tura

(°C)

Sestava (mas.% Sn)

L(61,9

mas.% Sn)(61,9

mas.% Sn)

α (18,3 mas.% Sn) β (97,8 mas.% Sn)

Mikrostruktura v evtektičnih zlitinah

Talina

Smerrasti

evtekt ika

Tem

pera

tura

(°C

)

Sestava (mas.% Sn)

L(C mas.% Sn)4

primarni (1 8,3 mas.% Sn)

α

α (18,3 mas.% Sn)

β (97,8 mas .% Sn)evtektični

(18,3 mas.% Sn) α

Evtektičnastruktura

L (61,9 mas.% Sn)

Relativne količine mikrokonstituentov

Tem

pera

tura

(°C

)

Sestava (mas.% Sn)

Evtektoidne reakcije

Tem

pera

tura

Evtektoidnatemperatura

Evtektičnatemperatura

Evtektoidnasestava

Evtektičnasestava

Sestava

Temperatura

Trdni polikristali( )γ

evtektoid

Evtektoidna mikrostruktura-fina, menjajoči sloji inα β

1 2

Evtektoidna mikrostruktura-fino-zrnati noduli v matrici

γ γ

1

2

Fazni diagram železo – železov karbid (Fe-Fe3C)

Tem

pera

tura

(°C

)

Sestava (mas.% C)

α, FeritCementit (Fe C)

3

γ, Avstenit

Evtektične in evtektoidne reakcije v Fe-Fe3C

Tem

pera

tura

(°C

)

Sestava (mas.% C)

γ, Avstenit

α, Ferit

Cementit (Fe C)3

Mikrostruktura evtektoidnega jekla

Tem

pera

tura

(°C

)

Sestava (mas.% C)

Mikrostruktura podevtektoidnega jekla

Tem

pera

tura

(°C

)

Sestava (mas.% C)

Perlit

αα(proevtektoid )α

α(evtektoid )

α + Fe C3

Fe C3

Fe C3

Perlit

Ferit(Proevtektoidni )αFerit

(Evtektoidni )α

Mikrostruktura nadevtektoidnega jekla

Perlit

αFe C

(Sekundarni,proevtektoidni)

3

Tem

pera

tura

(°C

)

Sestava (mas.% C)

Perlit

αFe C(Sekundarni,

proevtektoidni)

3

Fe C(Evtektoidni)

3

Fe C3

(Evtektoidni)

Kako izračunamo relativne količine proevtektoidne faze (α ali Fe3C) in perlita?

Tem

pera

tura

(°C

)

Sestava (mas.% C)