fazni dijagrami
DESCRIPTION
fazni dijagramiTRANSCRIPT
-
MATERIJALI I TEHNOLOKI POSTUPCI
FAZNI DIJAGRAMIII. dio
-
POTPUNA TOPIVOST U KRUTOME
+
isti metal A
isti metal B
Taljevina
OhlaivanjeTaljenje
Slika 1. Shematski prikaz nastajanja kristala mjeanaca kod dijagrama potpune topivosti u krutome (izomorfne legure)
kristali mjeanci( A u B ili B u A)
-
Taljevina
Likvidus linija Solidus linija
+ T
Cu maseni % Ni Ni
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
a
,
Slika 2 . Ravnoteni dvokomponentni dijagram potpune topivosti u krutome za legureCu-Ni
-
Mikrostrukture u izomorfnoj leguri
Mikrostrukture e se mijenjati u odnosu na ohlaivanje legure (tj. na uvjete procesa)
Slika 3 . Mikrostruktura u izomorfnoj leguri Cu-Ni (35%Ni, 65 %Cu)
T T
T (
T
+ T
maseni % Ni
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
a
,
-
Mehanika svojstva u izomorfnim legurama Cu-Ni
V
l
a
n
a
v
r
s
t
o
a
,
M
P
a
P
r
o
d
u
l
j
e
n
j
e
(
%
u
5
0
m
m
)
Maseni % Ni
Maseni % Ni
Slika 4. Mehanika svojstva u izomorfnim legurama Cu - Ni
Vlana vrstoa
Vlana vrstoa legura raste s porastom koncentracije Ni u leguri u odnosu na isti Cu
Za leguru od 60% Ni i 40% Cu vlana vrstoa je maksimalna i zatim opada
Produljenje
S porastom koncentracije Ni legurama opada iznos produljenja, u odnosu na isti Cu, sve do priblino 60% Ni
Za koncentracije vee od 60%Ni legurama se poveava iznos produljenja
-
RAVNOTENI DVOKOMPONENTNI DIJAGRAMI S EUTEKTIKOM REAKCIJOM
a) Potpune netopivosti u krutome
A 10 20 30 40 50 60 70 80 90 B
maseni % B
Taljevina, T
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
a
,
A + T T + B
A + E ( Ae + Be) E ( Ae + Be) +B
E ( Ae + Be) E
xE %B
1
2
3
54
Slika 5. a) Krivulje ohlaivanja, b) Ravnoteni dvokomponentni dijagram
potpune netopivosti u krutome s eutektikom reakcijom
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
a
,
Vrijeme, t
10 %B
A + T
T TxE %B
T E T E
A +E E
a) b)
-
Opis dijagrama (Slika 5)
1-2-3 - likvidus linija; 4-2-5 - solidus linija; A kristali istog metala A, B kristali istog metala B
E(Ae+Be) EUTEKTIKUM (lako taljiv) mjeavina istih kristala metala A i B E - eutektika temperatura (izotermala) xE eutektika koncentracija legure
Eutektika reakcija s potpunom netopivou u krutomeTaljevina, T EUTEKTIKUM (Ae + Be)ohlaivanjeE i xE
Na eutektikoj temperaturi E i za koncentraciju legure xE %B taljevina prelazi u eutektikum koji je fina eutektika (e) mjeavina istih kristala A i B.
Ne nastaju kristali mjeanci jer je to sluaj potpune netopivosti u krutome.
Toka 2 invarijantna toka koegzistiraju taljevina i dvije krute faze
-
EUTEKTIKA REAKCIJA S POTPUNOM NETOPIVOU U KRUTOME
++
isti metal A
isti metal B
Taljevina
OhlaivanjeTaljenje
EUTEKTIKUM (Ae+Be)
mjeavina istih kristala metala A i B
Slika 6. Shematski prikaz nastajanja eutektikuma kod potpune netopivosti u krutome
T E(Ae+ Be)
-
RAVNOTENI DVOKOMPONENTNI DIJAGRAMI S EUTEKTIKOM REAKCIJOM
a) Potpune netopivosti u krutome (strukture)
A 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Bmaseni % B
Slika 7. Shematski prikaz struktura u ravnotenom dvokomponentnom dijagramu potpune netopivosti u krutome s eutektikom reakcijom
Taljevina, T
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
a
,
A + T T + B
A + E ( Ae + Be) E ( Ae + Be) +B
E ( Ae + Be)
E
xE
Podeutektike legure Nadeutektike legureEutektika legura
Eutektika struktura: naizmjenini slojevi A i B kristala
A
T
TT
E
E
E
B
B
A
BB
BB
AA
AA
-
b) Ravnoteni dvokomponentni dijagram djelomine topivosti u krutome s eutektikom reakcijom
A 10 20 30 40 50 60 70 80 90 B
maseni % B
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
a
,
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
a
,
20%BxE%B 1
2
3
4 5
6 7
Taljevina, T
+ T T +
+E (e+ e) E (e+ e) +
E (e+ e)
T
T + TT E
+E (e+ e)
T E
Vrijeme, t
Slika 8. a) Krivulje ohlaivanja, b) Shematski prikaz ravnotenog dvokomponentnog dijagrama djelomine topivosti u krutome s eutektikom reakcijom
E
xE%B
x x
E (e+ e)
-
Opis dijagrama, Slika 8.
1-2-3 - likvidus linija; 1- 4-2-5 -3 - solidus linija; 4-6 - i 5-7 - solvus linije
kristali mjeanci B u A; kristali mjeanci A u B E(e + e) EUTEKTIKUM, E mjeavina kristala mjeanaca i E - eutektika temperatura (izotermala) xE % B eutektika koncentracija legure
Eutektika reakcija s djelominom topivou u krutomeTaljevina, T EUTEKTIKUM, E (e + e) ohlaivanjeE i xE
Na eutektikoj temperaturi E i za koncentraciju legure xE %B taljevina prelazi u eutektikum koji je fina mjeavina eutektikih (e) kristala mjeanaca e i e.Toka 2 na dijagramu invarijantna toka koegzistiraju taljevina i dvije krute faze Sve legure izmeu koncentracija X i x imaju na eutektikoj temperaturi eutektiku transformaciju
PrimjerI: Pb Sn, Cu - Ag
-
EUTEKTIKA REAKCIJA DJELOMINOM TOPIVOU U KRUTOME
++
isti metal A
isti metal B
Taljevina
OhlaivanjeTaljenje
EUTEKTIKUM, E (e + e)mjeavina kristala mjeanaca
i
Slika 9. Shematski prikaz nastajanja eutektikuma E (e+ e) kod djelomine topivosti u krutome s eutektikom reakcijom
Kristali mjeanci (B u A)
Kristali mjeanci (A u B)
T E(e+ e)
-
MIKROSTRUKTURE FAZNOG DIJAGRAMA DJELOMINE TOPIVOSTI S EUTEKTIKOM REAKCIJOM
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
a
,
A 10 20 30 40 50 60 70 80 90 B
maseni % B
Taljevina, T
+ T T +
+ E (e+ e)E (e+ e) +
E (e+ e) E
xE%B
TTT
Slika 10. Shematski prikaz mikrostruktura na ravnotenom dvokomponentnom dijagramu djelomine topivosti s eutektikom reakcijom
x x
E (e+ e)
E (e+ e)
E (e+ e)
-
TSn
Pb Bogato sPb
Za postizanje velikih homogenih podruja, potrebne su velike difuzijske udaljenosti atoma.
Lamelarna su podruja nastala jer su za njih potrebne relativno male difuzijske udaljenosti atoma.
Fotografija mikrostrukture eutektike koncentracije Pb - Sn legure.
Mikrostruktura se sastoji iz naizmjeninih slojeva - faze (kristali mjeanci bogati s Pb crne pruge) i - faze (kristali mjeanci bogati sa Sn bijela podruja), kod poveanja od 375x
T
Smjer eutektikog rasta
Slika 11. Mikrostruktura eutektike Pb- Sn legure
Bogato saSn
-
RAVNOTENI DVOKOMPONENTNI DIJAGRAM
S EUTEKTOIDNOM REAKCIJOM (reakcija u krutome)
A 10 20 30 40 50 60 70 80 90 B
maseni % B
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
a
,
+Eid (Eid+Eid)
Eid (Eid+Eid)
+ +
T + T
Eid (Eid+Eid) +
x x
12
3
4 7
8 9
Eid
Podeutektoidne legure Nadeutektoidne legure
Eutektoidna legura
x Eid
a) b)
Slika 15. a) Ravnoteni dvokomponentni dijagram s eutektoidnom reakcijom, b) Krivulja ohlaivanja
3
4
5
6
Vrijeme, t
T
T +
Eid (Eid+Eid)
Eid
x Eid % B
-
Tumaenje dijagrama s eutektoidnom reakcijom, Slika 15.1-2 likvidus linija; 1-2 solidus linija, 1-3-2 ,1-4-3-5, 1-4-6 i 2-5-7- solvus linije
Eid eutektoidna temperatura (izotermala)x Eid eutektoidna legura
EUTEKTOIDNA REAKCIJA
EUTEKTOID, Eid (Eid + Eid)OhlaivanjeSekundarna kristalizacijaEid i x Eid
Eutektoid na grkom znai nalik na eutektikum. Eutektoidna reakcija je slina eutektikoj samo za razliku od nje ova se odvija iz krutine.
Eutektoidna reakcija: jedna kruta faza, daje dvije nove krutine eid + eid ija se mjeavina nazivaEUTEKTOID.
Toka 4 invarijantna toka u kojoj su u ravnotei tri krutine , i Oznaka ( ) zanai da je krutina nastala sekundarnom kristalizacijom iz krutine. Krutine nastale izravno iz taljevine su primarne krutine.
-
Uvjet za nastajanje eutektoidne reakcije je da barem jedna od dviju komponenti A ili B moraju biti polimorfne
(imati alotropske modifikacije)
- kristali mjeanci s I. tipom kristalne reetke metala A - kristali mjeanci s II. tipom kristalne reetke metala A - kristali mjeanci s kristalnom reetkom metala B Eid - kristali mjeanci s II. tipom kristalne reetke metala A nastali eutektoidnom reakcijom
Eid - kristali mjeanci s kristalnom reetkom metala B nastali eutektoidnom reakcijom
Za sve se legure s koncentracijom od x do x %B na eutektoidnoj temperaturi Eid odvija eutektoidna reakcija
-
+isti metal A
isti metal B
TaljenjeOhlaivanje
Ohlaivanje
Eid (Eid+Eid)(I. tip reetke metala) A
Eid Eid
Slika 16. Shema nastajanja eutektoida
+
Eutektoid (Eid + Eid )
(II. tip reetke metala) A
-
STRUKTURE U RAVNOTENOM DVOKOMPONENTNOM DIJAGRAMU
S EUTEKTOIDNOM REAKCIJOM (reakcija u krutome)
A 10 20 30 40 50 60 70 80 90 B
maseni % B
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
a
,
+Eid (Eid +Eid)
Eid (Eid+Eid)
+ +
T + T
Eid (Eid+Eid) +
x x
12
3
4 7
8 9
Eid
Podeutektoidne legure Nadeutektoidne legure
Eutektoidna legura
x Eid
Slika 17. Shematski prikaz struktura u ravnotenom dvokomponentnom dijagramu
s eutektoidnom reakcijom
3
4
5
6
TT
Eid (Eid+Eid)
Eid (Eid+Eid)
MATERIJALI I TEHNOLOKI POSTUPCI