fazni dijagrami

Upload: dontravolta

Post on 10-Oct-2015

120 views

Category:

Documents


3 download

DESCRIPTION

fazni dijagrami

TRANSCRIPT

  • 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