Transcript Állapotábra

ötvözetek állapotábrája
ÖTVÖZETEK ÁLLAPOTÁBRÁJA
ÖTVÖZETEK ÁLLAPOTÁBRÁJA
tartalomjegyzék
b állapotábra keletkezése
b állapotábra, ha
az alkotók szilárd
állapotban
• korlátlanul oldódnak
• nem oldódnak
• korlátoltan oldódnak
ÁLLAPOTÁBRÁK
KELETKEZÉSE
Co
Co
Co
1453
1453
1400
1200
100% Ni
1083
75%Ni
25%Cu
50%Ni
50%Cu
100%Cu
1083
t
0% 25%
Ni 100% 75%
50%
50%
100% Cu
0%
ÁLLAPOTÁBRA
• az olvadás pontokat összekötő görbét
olvadási vonalnak /likvidusz/, a dermedés
pontokat összekötő görbét dermedési
vonalnak /szolidusz/ nevezzük
• az állapotábra segítségével nemcsak az
ismert, hanem bármelyik összetételű
ötvözetről megtudjuk állapítani, hogy egy
választott hőmérsékleten milyen állapotú
vissza
az alkotók szilárd állapotban
korlátlanul oldódnak
Co
Co
olvadék
pépes
szilárd oldat=vegyes kristály
A fém 100%
0%
0%
100% B fém
megállapítható, hogy
• az állapotábra minden összetételnél mutat
pépes állapotot
• ha megszilárduláskor kizárólag szilárd
oldat keletkezik, az állapotábrán az
olvadási és dermedési vonal egyaránt
görbült
• az ilyen alakú állapotábrájú ötvözetek
mivel szilárd oldatok, képlékenyen jól
alakíthatók, korrózióállóak
Nézzünk példákat az állapotábra
olvasására
Hány fokon olvad a réz?
Határozzuk meg a 25%Ni-75%Cu tartalmú
ötvözet olvadás- és dermedéspontját!
Hány fokon kezd el olvadni az 50-50%-os Ni-Cu
ötvözet?
Milyen halmazállapotú a 75%Ni-25%Cu tartalmú
ötvözet 1100Co-on?
Hány fokon dermed a nikkel?
PÉLDA/Ni-Cu/
Co
Co
1453
1400
Tehát:1083 C0
1300
1200
1083
Ni
100%
0%
75%
25%
50%
50%
25%
75%
0%
100% Cu
PÉLDA
Co
Co
1453
1400
1300
1200
1083
Tehát: Olvadáspont 1280Co
Dermedéspont 1100Co
Ni
100%
0%
75%
25%
50%
50%
25%
75%
0%
100% Cu
PÉLDA
Co
Co
1453
1400
Tehát:1200 Co, ezen a hőfokon kezd el olvadni
1300
1200
1083
Ni
100%
0%
75%
25%
50%
50%
25%
75%
0%
100% Cu
PÉLDA
Co
1453
1400
Co
Tehát: szilárd, /vegyes kristály, szilárd oldat típusú/
1300
1200
1083
1000
Ni
100%
0%
75%
25%
50%
50%
25%
75%
0%
100% Cu
PÉLDA
Co
Co
1453
1400
Tehát:1453 C0
1300
1200
1083
Ni
100%
0%
75%
25%
50%
50%
25%
75%
0%
100% Cu
Mi történik 55%A-45%B ötvözet
folyékony állapotból való hűtésekor?
Co
Co
dermedés kezdeti hőfoka
az éppen megszilárduló
kristály összetétele
a még meglévő olvadék
összetétele
A megszilárdult
Dermedéspont,
teljes
megszilárdulás
ötvözet összetétele
A fém 100%
0%
55%
45%
0%
100% B fém
vissza
az alkotók szilárd állapotban
nem oldódnak
Co
Co
olvadási vonal
likvidusz
olvadék
Olvadék + A
Olvadék + B
/pépes/
/pépes/
EUTEKTIKUM
A + eutektikum
A fém 100%
0%
B + eutektikum
0%
100% B fém
megállapítható, hogy:
• csak az olvadási vonal görbült, a dermedési
vonal egyenes
• ilyenkor az alkotók szilárd állapotban
külön kristályosodnak
• van olyan összetétel, ahol a két vonal
érintkezik, ezt eutektikus /jól olvadó/
ötvözetnek nevezzük
• eutektikus ötvözet megszilárdulásakor az
alkotók finom eloszlású keveréke
keletkezik
Állapotábra olvasása
• Mi történik a 70%A-30%B összetételű
ötvözet lehűlésekor?
–
–
–
–
Hány fokon kezd el dermedni?
Hány fokon fejeződik be a dermedés?
Mi történik X hőfokon?
Milyen szövetszerkezet keletkezik?
ábra
tovább
Állapotábra olvasása
/70%A-30% B/
Co
dermedés kezdete
Co
X
dermedés vége
Szilárd rész
összetétele
A fém 100%
0%
folyékony rész
összetétele
70
30
0%
100% B fém
Nézzünk néhány példát az
állapotábra olvasására!
Hány fokon olvad meg teljesen a 40% Sn-t
tartalmazó Sn-Bi ötvözet?
Milyen ötvözet típus az 56% Bi-ot tartalmazó
Sn-Bi ötvözet?
Milyen halmazállapotú, és miből áll a 80%Sn-t
tartalmazó Sn-Bi ötvözet 200Co-on?
Mi válik ki 200Co-on az olvadékból 93%Bi-ot tartalmazó
Sn-Bi ötvözetnél?
vissza
kész
PÉLDA /Sn-Bi/
Co
300
271
231
200
135
100
Sn100%
0%
60 5640
40 4460
0%
Bi100%
Tehát:Kb. 140 Co
PÉLDA
Co
300
271
231
200
135
100
Sn100%
0%
Eutektikus ötvözet
Sn, Bi finomeloszlású keveréke
60 5640
40 4460
0%
Bi100%
PÉLDA
Co
300
271
olvadék
200
pépes
pépes
100
szilárd
Sn100%
0%
60 4440
40 5660
0%
Bi100%
231 Tehát:pépes
Sn kristályok+olvadék
135
PÉLDA
Co
300
271
231
200
135
100
Sn100%
0%
60 5640
40 4460
0%
Bi100%
Tehát : Bi kristályok
az alkotók szilárd állapotban
korlátoltan oldódnak
szilárd állapotban nem oldódik
szilárd állapotban korlátlanul oldódik
Co
Co
vegyes kristály
+ olvadék
B fém
+ olvadék
B fém +vegyes kristály+eut.
A fém100%
0%
eutektikum
B fém + eutektikum
0%
100% B fém
megállapítható, hogy:
• a dermedési vonal görbült, majd egyenes
• a görbült dermedési vonal alatt szilárd
oldat keletkezik
• szilárd állapotban is találunk átalakulási
vonalat, ahol a hűlés folyamán a túltelített
szilárd oldatból B kiválás történik
• a kiválás a szilárd oldatból megfordítható
folyamat
Állapotábra olvasása /Al-CuAl2 /
tisztán
szilárd oldat
0,5
Al 100%
eutektikum
CuAl2
kiválás
5,6
33
54% Cu /CuAl2 /
46%
Állapotábra olvasása
• Dermedéskor 5,6% réztartalomig tisztán
szilárd oldat keletkezik/dermedési vonal
görbült/
• Ha a szilárd oldat hűl, rézoldó képessége
csökken, szobahőfokon csak 0,5%
• A telített szilárd oldatból lehűléskor a réz
fémes vegyületként válik ki /CuAl2 /
Nézzünk példákat az állapotábra
olvasására
Hány fokra kell hevíteni az Al-Cu ötvözetet, Cu=3%
hogy képlékenyen jól alakítható legyen?
Hány fokon indul meg a rézaluminát /CuAl2/ kiválása
a szilárd oldatból a Cu3%-os Al-Cu ötvözetnél?
Milyen szövetszerkezetű a 10% rezet tartalmazó
CuAl2 ötvözet?
Milyen szövetszerkezetű a 0,4% rezet tartalmazó
Al-Cu ötvözet szobahőmérsékleten?
főlap
PÉLDA /Al-CuAl2/
Co
658
630
543
490
Tehát:490Co
fölé
tisztán
szilárd oldat
0,5
Al 100%
mert tisztán szilárd
oldat lesz
3 5,6
33
54% Cu /CuAl2 /
46%
PÉLDA
Co
658
630
543
490
Tehát:490Co-on
tisztán
szilárd oldat
CuAl2 kiválás
0,5
Al 100%
3 5,6
33
54% Cu /CuAl2 /
46%
PÉLDA
Co
658
630
szilárd oldat
vegyes kristály
CuAl2
0,5
Al 100%
5,6 10
eutektikum
33
543
Tehát:
szilárd oldat
+ eutektikum
+ CuAl2
54% Cu /CuAl2 /
46%
PÉLDA
Co
658
630
543
tisztán
szilárd oldat
0,4 0,5
Al 100%
Tehát: tisztán szilárd oldat
vegyes kristály
5,6
33
54% Cu /CuAl2 /
46%