Budowa atomowa metali

Sieć regularna przestrzennie centrowana A2

Sieć regularna płaskocentrowana A1

Budowa atomowa metali c.d.

Sieć heksagonalna zwarta A3

Przemiana alotropowa

• Niektóre metale mają więcej niż jedną odmianę alotropową np. żelazo w temperaturze do 912 ºC posiada odmianę alotropową Fe () o sieci A2, natomiast w temperaturze powyżej 912 ºC posiada odmianę alotropową Fe () o sieci A1. Zmiana ułożenia atomów Fe skutkuje zmianą własności np. mechanicznych, chemicznych i fizycznych np. Fe () jest ferromagnetykiem a Fe () nie daje się namagnesować.

Budowa fazowa – układy równowagi fazowej i rodzaje roztworów

Roztwór stały międzywęzłowy np. roztwór C w Fe

Roztwór stały różnowęzłowy np. roztwór Cu w Ni

Definicja fazy

• Faza jest to część układu jednorodna pod względem składu chemicznego i własności mechanicznych oddzielona od pozostałej części układu granicą fazową.

Układ równowagi fazowej z nieograniczoną rozpuszczalnością w stanie stałym

Linia likwidus

100% Cu100% Ni

L

L+

Linia solidus

Tem

pera

tura

Czas Czas

Krzywa chłodzenia dla 100 % Ni Krzywa chłodzenia dla 50 % Ni i 50% Cu

Układ równowagi fazowej z nieograniczoną rozpuszczalnością w stanie stałym c.d

• Faza jest roztworem stałym ciągłym, której skład chemiczny może się zmieniać w sposób ciągły od 0 do 100% Ni (różnowęzłowym). Pod mikroskopem ziarna fazy wyglądają zawsze tak samo niezależnie od składu chemicznego.

Układ równowagi fazowej bez rozpuszczalności w stanie stałym z eutektyką

CzasKrzywa chłodzenia dla I

Czas

Krzywa chłodzenia dla II

I IILinia likwidus

100% Cd100% Bi

L

Bi+Cd

Linia solidusTem

pera

tura

L+ Bi L+ Cd

Układ równowagi fazowej bez rozpuszczalności w stanie stałym z eutektyką c.d.

• Eutektyka czyli mieszanina faz w analizowanym przypadku czystych metali bizmutu i kadmu krzepnie zawsze z cieczy w stałej najniższej temperaturze. Może występować w postaci na przemian ułożonych płytek lub słupków.

• Wzrost szybkości chłodzenia cieczy powoduje rozdrobnienie eutektyki (mniejsza grubość płytek) co powoduje wzrost własności mechanicznych np. twardości, wytrzymałości na rozciąganie, czy udarności.

Układ równowagi fazowej z ograniczoną rozpuszczalnością w stanie stałym i eutektyką

Linia likwidus

100% Pb100% Sn

L

Linia solidusTem

pera

tura

L+L+

+

I II

CzasKrzywa chłodzenia dla I

CzasKrzywa chłodzenia dla I

Układ równowagi fazowej z ograniczoną rozpuszczalnością w stanie stałym i eutektyką c.d.

• W tym przypadku eutektyka jest mieszaniną nie czystych metali tylko roztworów stałych granicznych, oznacza się je małymi greckimi literami alfabetu (,,). W analizowanym przypadku faza jest roztworem stałym granicznym ołowiu w cynie. Faza jest z kolei roztworem stałym granicznym cyny w ołowiu. Słowo graniczny oznacza, że rozpuszczalność ołowiu jest tylko do pewnej zmiennej granicy zależnej od temperatury.