Roztwory stałe:
1) Różnowęzłowe- atomy metalu rozpuszczonego zajmują przypadkowe węzły w sieci krystalicznej metalu rozpuszczalnika
2)Międzywęzłowe- atomy pierwiastka rozpuszczonego są nieuporządko- wane w przestrzeniach międzywęzłowych sieci rozpuszczalnika.
W zależności od występowania na wykresie równowagi:
1) Ciągłe -o nieograniczonej rozpuszczalności składników)
2) Graniczne - o ograniczonej -- | | --
od zakresu stężenia składnika rozpuszczanego :
- graniczne; - ciągliwe
Roztwór stały graniczny à stężenie składnika rozpuszczonego jest ograniczone w pewnym zakresie
Roztwór stały ciągliwy à nieograniczona rozpuszcz. obydwu składników w stanie stałym w całym zakresie stężeń (od 0 do 100%)
Roztwór stały stanowi fazę o wiązaniu metalicznym i strukturze krystalicznej o własnościach typowo metalicznych. Metal, którego atomy występują w sieci w przewadze to rozpuszczalnik a drugi składnik to pierwiastek rozpuszczony.
Roztwory stałe: - podstawowe; -wtórne
Roztwór stały podstawowy à rozpuszczalnikiem jest pierwiastek będący składnikiem stop.
Roztwór stały wtórny à rozpuszczalnikiem jest faza międzykrystaliczna.
Wiązania
Wiązanie jonowe – tworzone przez atomy, w których występuje odpowiednio brak i nadmiar 1 lub 2 elektronów walencyjnych. Elektrony te są przyłączane z atomu dodatniego przez ujemny. Oba atomy uzyskują oktetowe konfiguracje elektronowe takie jak posiadają gazy szlachetne
Wiązania metaliczne - Występuje w kryształach metali. Kryształ metalu zbudowany jest z atomów pozbawionych elektronów walencyjnych, będących dodatnio naładowanymi centrami sieci krystalicznej metalu, ułożonymi jeden obok drugiego. Elektrony walencyjne wyrwane z atomów krążą pomiędzy nimi w całej przestrzeni kryształu i tworzą tzw. gaz elektronowy. Wiązanie metaliczne jest właśnie oddziaływaniem między gazem elektronowym, a zrębami. Elektrony mogą się w krysztale metalu dowolnie poruszać więc możliwe jest przewodzenie prądu elektrycznego. Wiązania metaliczne charakteryzują się: -dobra plastyczność, wysoka odporność temperaturowa, dobre przewodnictwo, połysk metaliczny
Wiązanie kowalencyjne - w wyniku tworzenia się par elektronowych wiążących atomy. Wynika to z dążenia do tworzenia dwu lub ośmioelektronowych konfiguracji gazów szlachetnych. Uwspólnione elektrony przechodzą kolejno od jednego atomu do drugiego zmieniając je w jony dodatnie ,przyciągane przez elektrony znajdujące się między nimi. Wiązania te są bardzo silne łączą atomy gazów w cząsteczki
Wiązanie wtórne- polega na elektrostatycznym przyciąganiu się ładunków przeciwnych. Powstaje na skutek asymetrycznego rozkładu dodatnich i ujemnych ładunków w obszarze każdego ładunku lub cząsteczki, bardzo słabe wiązanie.
Metale charakteryzują się wiązaniem metalicznym. Układy wieloskładnikowe złożone z więcej niż jednego pierwiastka, charakteryzujące się przewagą wiązania metalicznego tworzą stopy metali. Metale i ich stopy cechują następujące własności:
- dobre przewodnictwo cieplne i elektryczne
- opór elektryczny zwiększa się z podwyższeniem temperatury
- połysk metaliczny, polegający na odbijaniu promieni świetlnych od wypolerowanych powierzchni
- plastyczność (zdolność do trwałych odkształceń pod wpływem przyłożonych naprężeń)
Własności metali i stopów są kształtowane metodami obróbki cieplnej, a powierzchnia elementów metalowych często jest uszlachetniana metodami inżynierii powierzchni, zwiększającymi m.in. odporność na korozję, odporność na zużycie. Najczęściej używanymi spośród materiałów metalowych są stale, czyli stopy żelaza z węglem i dodatkam, a także stopy odlewnicze żelaza, tzn. staliwa i żeliwa. Liczną grupę stosowanych materiałów są również metale nieżelazne i ich stopy.
Żelazo-węgiel
Ferryt - roztwór stały węgla w żelazie α. Ferryt jest strukturą niemalże czystego żelaza (zawartość węgla do 0,03 %), powstaje w skutek rozpadu austenitu podczas studzenia stopu. Ferryt jest składnikiem strukturalnym stali i żeliw.
Austenit - roztwór stały węgla w γ-żelazie, zawierający nie więcej niż 1,7% węgla. Występuje w zakresie temperatur 710-1535oC. Składnik stopowy stali i stopowych żeliw. Jest paramagnetyczny, plastyczny, ma twardość ok. 200 HB. Wyróżnia się: 1) austenit pierwszorzędowy, 2) austenit przechłodzony, 3) austenit szczątkowy.
Perlit - składnik strukturalny stopów żelazo-węgiel. Perlit jest mieszaniną eutektoidalną, składającą się z ułożonych na przemian płytek ferrytu i cementytu, powstającą w wyniku rozpadu austenitu w temperaturze 723°C. Po wypolerowaniu i wytrawieniu przypomina masę perłową - stąd nazwa.
Ledeburyt - stop eutektyczny, składnik strukturalny żeliw i surówek białych (surówka) o eutektyce złożonej z cementytu i austenitu.Ledeburyt wydziela się z ciekłego roztworu żelazo-węgiel (przy zawartości węgla powyżej 2,06%).
Cementyt - węglik żelaza Fe3C, kruchy, odporny chemicznie i bardzo twardy składnik stali i żeliw białych. Do temperatury 2100C wykazuje właściwości ferromagnetyczne, powyżej – paramagnetyczne.
Przemiana perytektyczna - zachodz w temp. 1495ºC, jest przemianą, podczas której, w czasie chłodzenia, dwie fazy (jedna z nich ciekła) przemieniają się w jedną fazę stałą. L + α → β
Przemiana eutektyczna Ciecz → α + β. Zachodzi w temp. 1148ºC.Przemiana eutektyczna jest przemianą, w której udział biorą trzy fazy. Podczas przemiany, w czasie chłodzenia, ciecz przemienia się w dwie fazy stałe jednocześnie.
Przemiana eutektoidalna - Zachodzi w temp. 727ºC, jest przemianą, w której biorą udział trzy fazy. Podczas chłodzenia faza stała przemienia się w dwie inne fazy stałe jednocześnie. γ → α + β
Dany wykres i opisanie faz przemian termicznych, jakie tam zachodzą.
Wykres jest złożony, a cementyt występuje w postaci osobnego składnika strukturalnego. Wszystkie pkt charakterystyczne wykresu oznaczono dużymi literami alfabetu, (odnoszące się do grafitu oznaczone są z ‘ ) Odmiany alotropowe żelaza wykazują zdolność rozpuszczania węgla zależnie od temperaturze, przy czym maksymalna rozpuszczalność występuje w temperaturze przemian: perytektycznej, eutektycznej i eutektoidalnej. Przemiany te zachodzą w stałych temperaturach w określonych zakresach stężeń stopów i mają charakter odwracalny.
...
Kasajos