3947


Faza - jednorodna czesc układu (stopu), o jednakowych własciwosciach

fizycznych, jednakowym składzie chemicznym, oddzielona od pozostałych

wyrazna granica miedzyfazowa

Roztwór stały - faza składajaca sie z wiecej ni3 jednego pierwiastka

i zachowujaca typ struktury krystalicznej rozpuszczalnika

Podział roztworów stałych ze wzgledu na poło_enie atomów tworzacych

roztwór:

• substytucyjny (ró3nowezłowy) - roztwór stały, w którym atomy

składnika rozpuszczonego zastepuja atomy rozpuszczalnika (np. roztwór

Cu w Al)

• miedzywezłowy - roztwór stały, w którym wzglednie małe atomy

składnika rozpuszczonego nie zajmuja poło3en atomowych, lecz miejsca

w lukach pomiedzy atomami rozpuszczalnika (np. roztwór C w Fe-)

Podział roztworów stałych ze wzgledu na rozpuszczalnosc pierwiastków:

• ciagłe (np. stop Cu-Ni, W-Mo)

• graniczne (np. roztwór Cu w Al, roztwór C w Fe-)

Ciecz jest roztworem o pełnej (ciagłej) rozpuszczalnosci pierwiastków.

Wyjatkiem sa ciecze z monotektyka!

Reguła Hume-Rothery'ego:

Roztwór stały ciagły wówczas gdy 2 pierwiastki:

• maja ten sam typ sieci krystalograficznej

• ró3nia sie wielkoscia atomów mniej ni3 15%

• posiadaja zbli3ona wartosciowosc i elektroujemnosc

Faza posrednia - faza o własciwej sobie strukturze krystalicznej, utworzona

co najmniej z dwóch pierwiastków, charakteryzujaca sie okreslona

stechiometria (AmBn). Faza posrednia w której dominuja wiazania

metaliczne nazywana jest faza miedzymetaliczna.

Granica ziarna - wewnetrzna powierzchnia

oddzielajaca dwa kryształy o takiej

samej sieci krystalograficznej, takim

samym lub zbli3onym składzie

chemicznym ró3niace sie orientacja

krystalograficzna

Granice sa miejscami bardziej reaktywnymi

chemicznie. Stanowia równie3 droge

łatwej dyfuzji pierwiastków.

Granica ziarna waskokatowa -

utworzona pomiedzy dwoma ziarnami,

których sieci sa wzgledem siebie

skrecone symetrycznie wokół osi le3acej

w płaszczyznie granicy (kat G<15°)

Granica szerokokatowa - G>15°

Granica miedzyfazowa - powierzchnia graniczna oddzielajaca kryształy

ró3nych faz ró3niacych sie orientacja, typem sieci krystalograficznej i/lub

składem chemicznym. Wystepuje w materiałach wielofazowych.

Granice te dziela sie na:

• koherentne (rys. a)

• czesciowo koherentne (rys. b)

• niekoherentne

Struktura materiału rozpatrywana mo3e byc na kilku „poziomach”:

• struktura pojedynczego atomów lub grup atomów (wpływa na rodzaj

wiazan miedzy atomami czyli równie3 na własnosci!)

• rozmieszczenie atomów w przestrzeni (krystalografia)

• mikrostruktura - poziom struktury składajacy sie zwykle z małych

kryształów (ziarn) o wielkosci 10 ÷ 100 μm

1 μm = 10-6 m

Opis mikrostruktury:

• liczba faz

• wielkosc ziarna

• wielkosc wydzielen i ich kształt (współczynnik kształtu)

• ułamek objetosciowy wydzielen

• stopien dyspersji wydzielen

Ujawnianie mikrostruktury materiałów na zgładach

metalograficznych:

• ciecie (wybór odpowiedniej płaszczyzny)

• szlifowanie (papiery scierne o stopniowo zmniejszajacej sie wielkosci

ziarna)

• polerowanie (pasty diamentowe, Al2O3, elektrolityczne)

• trawienie (np. roztwory kwasów w alkoholu lub wodzie)

• obserwacje mikrostruktury (mikroskop swietlny)

Segregacja - niejednorodny skład stopu utworzony podczas krzepniecia

nierównowagowego.

Podział:

Makrosegregacja - ró3nice w składzie chemicznym pomiedzy srodkowa i

przypowierzchniowa czescia wlewka lub odlewu.

Mikrosegregacja (segregacja dendrytyczna) - niejednorodnosci składu ograniczone

do mikroobszarów stopu.

Płaski front krystalizacji

Zaburzenie na granicy miedzyfazowej sie nie

rozwija, gdy# ciecz jest przegrzana powy#ej

temperatury krystalizacji

Wzrost dendrytyczny

Zaburzenie na granicy miedzyfazowej rozwija

sie poniewa# ciecz jest przechłodzona poni#ej

temperatury krystalizacji. Tworza sie dendryty.

Ciepło krystalizacji odprowadzane do cieczy!

Krzepniecie równowagowe

Ciekły stop krzepnie w przedziale temperatur

pomiedzy likwidus i solidus.

Po zakrzepnieciu nie ma segregacji (cała faza

stała ma sklad co).

Struktura odlewu

a) strefa kryształow zamrożonych Przechłodzenie termiczne przy

sciance wlewnicy.

Zarodkowanie i wzrost dendrytów

równoosiowych (kryształów

zamrożonych) b) strefa kryształow kolumnowych Wypychanie domieszki przed front

krystalizacji obni_a temperature

likwidus powodujac pojawienie sie

przechłodzenia ste_eniowego.

Rosnace kryształy kolumnowe

posiadaja charakter tzw.

dendrytów komórkowych

c) strefa kryształów równoosiowych W miare postepu krzepniecia rozszerza sie zakres

cieczy przechłodzonej ste_eniowo.

Stwarza to szanse zarodkowania heterogenicznego

lub wzrostu fragmentów dendrytów w postaci

du_ych losowo zorientowanych dendrytów

tworzacych w efekcie srodkowa strefe równoosiowa

Krzepniecie nierównowagowe

Krzepniecie stopu z brakiem dyfuzji w stanie stałym i konwekcyjnym

mieszaniem w cieczy

1. Umocnienie roztworowe

2. Umocnienie dyslokacyjne (odkształceniowe)

3. Umocnienie przez czastki faz wtórnych

4. Umocnienie przez rozdrobnienie ziarna

Umocnienie roztworowe - przez tworzenie

roztworu

Wokół atomów rozpuszczonych wystepuja pola

odkształcen spre3ystych, które zmniejszaja

ruchliwosc dyslokacji

Umocnienie odkształceniowe - przez odkształcenie plastyczne

Odkształcenie plastyczne -> poslizg dyslokacji

Du3a gestosc dyslokacji -> utrudniony poslizg (spietrzanie

dyslokacji) -> wzrost wytrzymałosci

Umocnienie przez czastki drugiej fazy:

• umocnienie dyspersyjne - drobne czastki wprowadzane do

stopu np. droga metalurgii proszków)

• umocnienie wydzieleniowe - sterowana obróbka cieplna

stopów prowadzi do powstania wydzielen.

WARUNEK: zmienna rozpuszczalnosc składników ze zmiana

temperatury

WARUNEK: zmienna rozpuszczalnosc składników ze zmiana temperatury!



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
0203 1aid 3947 Nieznany (2)
3947
3947
3947
3947
3947
3947
3947
3947
3947
3947
0203 1aid 3947 Nieznany (2)

więcej podobnych podstron