1. Wykresy ilustrują skład fazowy stopów oraz przemiany fazowe jakie w nich zachodzą w funkcji składu chemicznego stopów i temperatury. Wykresy są graficznym odpowiednikiem rzeczywistych układów równowagi fazowej.

Wyznacza się je doświadczalnie. Do tego celu służy analiza cieplna polegająca na pomiarze temperatur występujących w czasie nagrzewania lub chłodzenia poszczególnych stopów rozważanego układu równowagi. Mierząc temperaturę podczas chłodzenia wybranego stopu w określonych odcinkach czasu, można wyznaczyć dla niego krzywą chłodzenia i otrzymać charakterystyczne (krytyczne) punkty, które mogą odpowiadać temperaturom: krzepnięcia i przemian fazowych w stanie stałym. Najprostszym urządzeniem służącym do wyznaczania punktów krytycznych jest stanowisko z wykorzystaniem termopary. Układy równowagi faz wykreślane są we współrzędnych temperatura – skład chemiczny. Można zatem z nich wyznaczyć: zmiany rozpuszczalności w stanie ciekłym, temperatury krzepnięcia i topnienia, przemiany fazowe w stanie stałym – przemiany alotropowe, zmiany rozpuszczalności, przemiany eutektoidalne, itp., formowanie się faz międzymetalicznych, przy krystalizacji z cieczy lub w stanie stałym. W każdym punkcie układu równowagi, zdefiniowanego przez temperaturę i stężenie, można zatem określić z jakich faz stop jest zbudowany, wyznaczyć ich skład chemiczny oraz stosunek ilościowy.

1. Linia likwidus – określa granicę obszaru powyżej którego występuje wyłącznie faza ciekła. Punkty na tej linii wyznaczają zatem temperaturę początku krzepnięcia stopów układu.

Linia solidus – określa granicę obszaru, poniżej którego stopy znajdują się w stanie stałym.

Między liniami likwidus i solidus występuje zatem ciesz i faza stała.

Konoda -  odcinek izotermy pomiędzy punktami przecięcia z linią likwidus albo liniami granicznymi obszarów. Skrajne punkty konody określają jakie fazy współistnieją oraz jaki jest ich skład chemiczny. Linia pionowa przypisana do rozpatrywanego stopu, dzieli konodę na odcinki proporcjonalne do udziału faz w tym stopie.

1. Reguła dźwigni (reguła odcinków) - służy do określania procentowego lub wagowego udziału faz w stopie przy danej temperaturze w stanie równowagi.
   W procesie krystalizacji zarówno pierwotnej jak i wtórnej ( w stanie stałym) zmienia się nie tylko skład poszczególnych faz, ale i ilość każdej fazy. W dowolnym punkcie wykresu równowagi można w obszarze jednoczesnego występowania dwóch faz określić ich ilość oraz ich skład chemiczny za pomocą reguły dźwigni.
   Ilościowy stosunek poszczególnych faz określa się za pomocą wzorów (stosunek odpowiednich odcinków), które obrazują zawartość poszczególnych faz. W tym celu zakładamy że odległość mierzona według prostej poziomej między poszczególnymi fazami wynosi wagowo 1 (100%). Wówczas poszczególne odcinki poziome mierzone w tej samej skali mają się do siebie w stosunku odwrotnym do zawartości procentowej poszczególnych faz lub składników.

2. Stopy – są to substancje złożone, uzyskane ze stopienia co najmniej dwóch lub więcej pierwiastków nazywanych składnikami stopu. Na budowę stopów decydujący wpływ wywierają siły wzajemnego oddziaływania między atomami tworzących go pierwiastków. W skład stopów metalicznych mogą wchodzić niemetale.

3. Faza — jednorodna część stopu pod względem chemicznym i krystalograficznym, oddzielona od reszty stopu powierzchnią rozdziału, zwaną granicą międzyfazową (np. linia solidus). Po przekroczeniu jej następuje skokowa (nieciągła) zmiana właściwości.

4. Fazy występujące w stopach:

• Fazy proste, tj. czyste pierwiastki (np. składniki tworzące wykres równowagi)

• Roztwory (ciekłe lub stałe, ciągłe lub graniczne, substytucyjne, międzywęzłowe, uporządkowane i nieuporządkowane, pierwotne i wtórne)

• Fazy międzymetaliczne (np. fazy elektronowe, najgęstszego ułożenia, międzywęzłowe o strukturach złożonych)

Fazy występujące w stopach mogą tworzyć także mieszaniny (np. eutektyczne lub eutektoidalne).

Mieszaniny eutektyczne –

1. Roztwory różnowęzłowe powstają, gdy wielkości atomów składników stopu są zbliżone; w wyniku wzajemnego zastępowania się atomów składników stopu w węzłach sieci. Występują przy tym naprężenia w sieci i jej odkształcenie.

Roztwory międzywęzłowe powstają, gdy atomy rozpuszczane są znacznie mniejsze od składnika osnowy (rozpuszczalnika), wówczas lokują się one w lukach międzywęzłowych, jakie zawsze istnieją między atomami, nawet w najgęściej wypełnionych sieciach krystalicznych.

1. Typy mikrostruktur dwufazowych:

• Ziarnista

• Płytkowa

• Kulkowa (sferoidalna)

• Iglasta

• Dyspresyjna

1. Przemiany fazowe:

• Przemiana eutektyczna - odwracalna przemiana w której z fazy ciekłej likwidus (L) (w wyniku chłodzenia cieczy) powstaje mieszanina dwóch faz stałych.

• Przemiana perytektyczna – odwracalna przemiana fazowa, w wyniku której przy chłodzeniu z cieczy i fazy stałej (L + alfa) wydziela się nowa faza stała (perytektyka, beta). Dla określonych układów o danym składzie chemicznym zachodzi w konkretnej temperaturze, zwanej perytektczną.

• Przemiana eutektoidalna -– odwracalna przemiana fazowa, w wyniku której przy chłodzeniu z fazy stałej wydziela się mieszanina dwóch faz stałych (eutektoid).

• Przemiana perytektoidalna:

odwracalna przemiana fazowa, w wyniku której z dwóch faz stałych wydziela się jedna faza stała.

δ + β ↔ γ

1. Wykresy:

• Z nieograniczoną rozpuszczalnością składników w stanie ciekłym i stałym:

Na rys. pokazano hipotetyczny układ równowagi z nieograniczona rozpuszczalnością w stanie ciekłym i stałym. Wszystkie stopy z tego układu, w całym zakresie składów, krystalizują jako roztwór stały. Liczba stopni swobody wynosi Z = 3 – 1 = 2. Może zatem ulegać zmianie temperatura i ciśnienie bez zmiany stanu układu. Górna linia, łącząca punkty topnienia pierwiastków składowych A i B, zwana jest likwidusem, a dolna solidusem. Pomiędzy tymi liniami stop składa się z fazy ciekłej i stałej. Jest on zatem dwufazowy, a liczba stopni swobody wynosi Z = 3 – 2 = 1. Krystalizacja stopów zachodzi w zakresie temperatur i zaczyna się na linii likwidusu a kończy na linii solidusu.

• Z eutektyką i brakiem rozpuszczalności składników w stanie stałym

• Z eutektyką i ograniczoną rozpuszczalnością składników w stanie stałym

• Z przemianą perytektyczną i jednostronną rozpuszczalnością składników w stanie stałym

• Z przemianą perytektyczną i ograniczoną rozpuszczalnością składników w stanie stałym

• Z przemianą eutektoidalną

Na rys. d roztwór stały ulega przemianie alotropowej w roztwór stały w wyniku przemiany eutektoidalnej. W przemianie tej roztwór stały ulega rozpadowi na roztwór stały i składnik B, tworząc mieszaninę faz. Tego typu przemiana alotropowa zachodzi między innymi w stopach Fe-C, Fe-N, Fe-Cu i Fe-Zn.

• Układów z fazą międzymetaliczną mającą charakter związku AnBm

• Układów z fazą międzymetaliczną mającą charakter wtórnego roztworu stałego gamma

• W których zachodzi przemiana alotropowa składników wraz z przemianą izotermiczną

??????????