Budowa stopów.doc

(442 KB) Pobierz
1

BUDOWA STOPÓW

 

1.     Fazy stopowe

 

Ø                  Stop – tworzywo składające się z metalu  stanowiącego osnowę, do którego wprowadzono co najmniej jeden pierwiastek  (metal lub niemetal) w celu zmiany jego  właściwości w żądanym kierunku.

 

Ø                  W stanie ciekłym składniki stopów rozpuszczają się zwykle bez ograniczeń tworząc roztwory ciekłe (fazy ciekłe) o nieograniczonej rozpuszczalności.

Ø                  Faza –fizycznie odrębna, chemicznie jednorodna i teoretycznie dająca się oddzielić część materiału.

Ø                  Stopy mogą być zbudowane z następujących faz:

ü                  Faz prostych czyli pierwiastków (brak wzajemnej rozpuszczalności składników)

ü                  Roztworów stałych (rozpuszczalność składników)

ü                  Faz międzymetalicznych

 

Roztwór stały – jednorodna faza złożona co najmniej z 2 rodzajów atomów. Cechy charakterystyczne:

Ø      Roztwór ma typ struktury krystalicznej składnika stanowiącego podstawę roztworu – rozpuszczalnika.

Ø      Wyróżnia się roztwory stałe różnowęzłowe (a) i międzywęzłowe (b).

 

 

Ø                  Roztwory różnowęzłowe tworzą się w wypadku zbliżonych promieni atomowych składników.

Ø                  Roztwory międzywęzłowe tworzą metale przejściowe (np. Fe, Ti) z pierwiastkami niemetalicznymi o bardzo małych promieniach atomowych (H, C, N).

Ø                  Rozkład atomów rozpuszczalnika i pierwiastka rozpuszczonego jest przypadkowy.

Ø                  Sieć krystaliczna roztworu jest zniekształconą siecią rozpuszczalnika.

Ø                  Zniekształcenie sieci i naprężenia wewnętrzne w roztworze  są powodem:

ü                  Mniejszej plastyczności

ü                  Większej wytrzymałości

ü                  Mniejszej przewodności elektrycznej w porównaniu z rozpuszczalnikiem

 

Fazy międzymetaliczne – struktura i właściwości pośrednie między roztworem stały i związkiem chemicznym.

Cechy charakterystyczne:

Ø                  Struktura krystaliczna odmienna od struktury składników

Ø                  Uporządkowane rozmieszczenie atomów składników w sieci, stała proporcja atomów, np. Fe3C

Ø                  Wiązanie metaliczne

2.     Wykresy układów równowagi faz stopowych
(Wykresy układów równowagi fazowej)
(Wykresy fazowe)

 

Ø                  Układ – wszystkie możliwe stopy utworzone przez te same składniki,

       np. układ Fe-C, czyli wszystkie stopy utworzone przez Fe i C.

 

Ø                  Wykresy przedstawiają budowę fazową/strukturę stopów danego układu w funkcji składu chemicznego i temperatury. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.     Wykres układu równowagi fazowej żelazo-cementyt
(Fe-Fe3C)

 

Układ Fe-Fe3C jest częścią układu Fe-C do zawartości 6,7 % masy C.

Składniki układu:

Ø                   Żelazo występujące w 2 odmianach alotropowych

     Feα do 912ºC i                                                   Feγ

     od  1394ºC do 1535 ºC (t. topnienia)               od 912ºC do 1394ºC





 

 

 

 

 

 

 

Właściwości mechaniczne: 70 HB, A=50%

 

Ø                   Cementyt – faza międzymetaliczna (międzywęzłowa) zawierająca 6,7% węgla, krystalizująca w temperaturze 1252ºC.

   

Właściwości mechaniczne: 700 HB, A=0%

Opis faz występujących w układzie Fe-Fe3C

1.     Roztwór ciekły L

2.     Ferryt (α) – międzywęzłowy roztwór stały węgla w Feα o maksymalnej zawartości węgla 0,022 % w temperaturze 727ºC

3.     Austenit (γ) - międzywęzłowy roztwór stały węgla w Fe γ o maksymalnej zawartości węgla 2,14 % w temperaturze 1147ºC

4.     Cementyt - faza międzymetaliczna (międzywęzłowa) zawierająca 6,7% węgla, krystalizująca w temperaturze 1252ºC

 

 

γ0,76%C « Fe3C6,7%C + α0,022%C (perlit)

 

Wykres układu równowagi fazowej Fe-Fe3C – opis mikrostruktury stopów.

...
Zgłoś jeśli naruszono regulamin