DR INŻ. ANDRZEJ WIECZOREK

Czyste metale są w technice stosowane 
stosunkowo rzadko. 
Wyjątki to m.in. Cu, Al., Sn, Zn, Pb, Ti, W

Powszechne zastosowanie znajdują stopy 

metali – w wielu przypadkach wykazujące 

lepsze właściwości niż czyste metale. 

Stopy

są substancjami dwu- lub 

wieloskładnikowymi, makroskopowo 

wykazującymi własności metaliczne. 

Co najmniej jeden z głównych składników 

stopu jest metalem, W KTÓRYM 

ROZPUSZCZONE SĄ INNE PIERWIASTKI (metali i 

niemetali).

Metale charakteryzują się wiązaniem 

metalicznym. Układy wieloskładnikowe złożone 

z więcej niż jednego pierwiastka, 

charakteryzujące się przewagą wiązania 

metalicznego tworzą stopy metali. 

Właściwości metali i ich stopów:



dobre przewodnictwo cieplne i elektryczne



połysk metaliczny, polegający na odbijaniu 

promieni  świetlnych od wypolerowanej 

powierzchni



plastyczność, czyli zdolność do trwałych 

odkształceń pod wpływem przyłożonych naprężeń



Fazą nazywa się jednorodną pod względem 

właściwości część układu, oddzieloną od 

pozostałej granicą rozdziału, przy 

przekroczeniu której następuje wyraźna 

zmiana właściwości.



Faza, która  w strukturze materiału jest w 

ilościowej przewadze nazywana jest osnową.



Stop zbudowany z jednego rodzaju ziarn
nazywa się jednofazowym



Stop zbudowany z kilku rodzajów faz nazywa 
się wielofazowym ( przy dwóch fazach –
dwufazowy).



METALE I STOPY MAJĄ  UPORZĄDKOWANĄ 
BUDOWĘ ATOMOWĄ (w postaci figur 
geometrycznych)

Stopy metali są wytwarzane głównie przez

topienie co najmniej dwóch składników i

krystalizację ze stanu ciekłego.

W wyniku tych procesów z cieczy, będącej 

zwykle roztworem wszystkich składników, 

mogą powstać następujące fazy:



roztwory stałe



związki chemiczne (tlenki, siarczki)



fazy międzymetaliczne i międzywęzłowe



mieszaniny faz.



Metal czysty lub odmiana alotropowa



Roztwór stały stanowi jednorodna faza o wiązaniu 
metalicznym i strukturze krystalicznej o 
właściwościach typowo metalicznych. 



Metal, którego atomy występują w sieci w 
przewadze, jest rozpuszczalnikiem. 



Drugi składnik jest nazywany pierwiastkiem 
rozpuszczonym.



Międzywęzłowe i różnowęzłowe



Ciągłe (o nieograniczonej rozpuszczalności) i 
graniczne ( o ograniczonej rozpuszczalności)



Podstawowe i wtórne (kiedy rozpuszczalnikiem 
jest faza międzymetaliczna)

ekspansja sieci                            kontrakcja sieci

Atomy

metalu

rozpuszczonego

B

zajmują

przypadkowo

dowolne węzły w sieci
krystalicznej

metalu

rozpuszczalnika

A

.

Atomy pierwiastka 

rozpuszczonego 

B

są 

usytuowane w 

sposób

nieuporządkowany w 
przestrzeniach 
międzywęzłowych sieci 
metalu rozpuszczalnika 

A

. 



elektrowartościowość ujemna,



typ sieci, 



wielkość atomów,



względna wartościowość



Całkowita wzajemna rozpuszczalność w stanie 
stałym występuje w przypadku, gdy stosunek 
promieni atomowych jest mniejszy od 1,08, 



gdy stosunek ten jest większy od 1,15, tworzą 
się roztwory graniczne, o stężeniu metalu 
rozpuszczonego zwykle  mniejszym od 1%



Roztwory stałe powstają wtedy, gdy 

niewielka jest różnica 

elektrowartościowości składników. W 

innym przypadku powstają fazy 

międzymetaliczne np.. FeCr (sigma), 

Fe

2

W(Lavesa)



Powstawanie roztworów stałych ciągłych 

jest możliwe gdy obydwa składniki mają 

ten sam typ struktury krystalicznej; w 

przeciwnych przypadkach mogą się tworzyć 

roztwory stałe graniczne.

Fazy międzywęzłowe tworzą się pomiędzy

pierwiastkami

przejściowymi,

a

metaloidami o małej średnicy atomów: C,

B, N, O, H

Tworzone są przez pierwiastki, które mają

niecałkowicie

zapełnioną

elektronami

podpowłokę d przedostatniej powłoki (n-1)



Węgliki proste MC – np. NbC, TiC, WC, VC



Węgliki złożone: M

2

C, M

3

C, M

7

C

3

M

23

C

6, 

M

6

C

(gdzie M= pierwiastki przejściowe, np.. Fe, 

Cr, Mo, V, W, Mn, Nb, Ti)



Przykłady azotków: TiN, VN, CrN, MnN, NbN, 
ZrN



Złożone- Ti

2

N, V

2

N, Cr

2

N



węglikoazotki – typu MX – istnieje często 
nieograniczona wymienność atomów C i N,



Np.. V(C,N), Ti(C,N), Nb(C,N)

W przypadku nieograniczonej rozpuszczalności obydwu składników w stanie 
stałym w całym zakresie stężeń (od 0 – 100%), 

roztwór stały jest roztworem stałym ciągłym

Jeżeli stężenie składnika 
rozpuszczonego jest 
ograniczone w pewnym 
zakresie temperatury i 
stężenia, roztwór stały 
jest nazywany 

roztworem stałym 
granicznym.

DZIĘKUJĘ ZA 

UWAGĘ !!!