teil 2: legierungsbildung. definition einer phase
TRANSCRIPT
![Page 1: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/1.jpg)
Teil 2: Legierungsbildung
![Page 2: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/2.jpg)
Definition einer Phase
![Page 3: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/3.jpg)
Phasenumwandlung
![Page 4: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/4.jpg)
Phasenumwandlung
![Page 5: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/5.jpg)
Misch-Kristalle (MK)
Kristallsorten
Komponenten sind auch in festem Zustand ineinander löslich
Komponenten sind in festem Zustand unlöslich.
Sie bilden separate Körner.
![Page 6: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/6.jpg)
Legierungen
![Page 7: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/7.jpg)
Phasendiagramm
![Page 8: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/8.jpg)
Phasendiagramm
Zweistoff-PhasendiagrammAbszisse: prozentualen Massegehalte der Legierungspartner. Genz rechts liegen 0% bzw. 100% der Komponente A bzw.B vor. Beispiel-Punkt auf der Abszisse: 80% der Komponente A und (folglich) 20% der Komponente B.
![Page 9: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/9.jpg)
Phasenumwandlung
![Page 10: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/10.jpg)
Phasendiagramm
Komponenten sind völlig löslich
Beide Komponenten der Legierung sind hier im festen als auch im flüssigen Zustand voll löslich.Die reinen Metalle A bzw. B erstarren jeweils in einem Haltepunkt, also bei ihrer Schmelztemperatur. Die Legierungen der beiden Komponenten erstarren bei einer tieferen Temperatur: Es ergibt sich aber ein Temperaturbereich, in dem sowohl Kristalle als auch Schmelze vorliegen.
![Page 11: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/11.jpg)
Phasenumwandlung
Hebelprinzip. Der Drehpunkt ist der Schnittpunkt zwischen der Temperaturlinie und der Konzentrationslinie. Die Hebel sind die Stecken vom Drehpunkt bis zur Solidus- bzw. Liquidus-Linie.
Liquidus-Linie
Solidus-Linie
![Page 12: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/12.jpg)
Phasenumwandlung
![Page 13: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/13.jpg)
PhasendiagrammKomponenten sind nicht löslich
Bei Komponenten, die im festen Zustand nicht löslich sind, hat das Phasendiagramm eine waagerechte Solidus-Linie. Hier erstarren die beiden Komponenten nur im sog. Eutektikum E zu einem feinkristallinen Kristallgemisch.Bei anderen Mischungsverhältnissen kristallisiert zunächst die überwiegende Komponente (A bzw. B). Die andere bleibt flüssig / in der Schmelze.Wenn die Schmelze erstarrt ist, liegen ausschließlich reine A- und reine B-Kristalle vor, also keine Mischkristalle, sondern ein Kristallgemisch aus A- und B-Kristallen.
![Page 14: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/14.jpg)
Phasenumwandlung
Hebelprinzip. Der Drehpunkt ist der Schnittpunkt zwischen der Temperaturlinie und der Konzentrationslinie. Die Hebel sind die Stecken vom Drehpunkt bis zur Solidus- bzw. Liquidus-Linie.
![Page 15: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/15.jpg)
FragenWas bedeuten Haltepunkte in Abkühlkurven? Die Temperatur der abkühlenden Legierung bleibt bis zur vollständigen
Phasenänderung konstant. Haltepunkte entstehen durch die bei der Erstarrung freiwerdende Kristallisationswärme.
Was bedeuten Knickpunkte in Abkühlkurven? Knickpunkte sind typisch und ausgeprägt für Zustandsänderungen im Bereich
Schmelze – feste Bestandteile von Legierungen. Aus wie vielen Komponenten besteht eine Legierung mindestens?Legierungen bestehen aus mindestens 2 Komponenten.Nennen sie Beispiele für feste Lösungen.Feste Lösungen sind Mischkristalle wie z.B. Ferrit, Austenit, d- Ferrit.Was stimmt?Bei Substitutionsmischkristallen sind die Fremdatome auf Zwischengitterplätzen im Kristall verteilt. Bei Einlagerungsmischkristallen hängt die Löslichkeit stark
vom Gittertyp, der Atomgröße, dem Metallcharakter der Temperatur ab.
![Page 16: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/16.jpg)
Eisen-Kohlenstoff-Diagramm
![Page 17: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/17.jpg)
Allotropie des Eisensmax. C-Gehalt
0,1 %
2 %
0,1 % Ferrit
Austenit
![Page 18: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/18.jpg)
Eisen-Kohlenstoff-Diagramm
α-Eisen kann wegen seines krz-Gitters nur wenig C lösen, denn es gibt im krz-Gitter weniger Zwischengitterplätze als im kfz-Gitter.
![Page 19: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/19.jpg)
Eisen-Kohlenstoff-DiagrammBei höheren C-Anteilen bilden sich daher zusätzliche Kristallgemische.Zunächst entsteht „Perlit“, wo der C-Anteil 0,8% beträgt. Perlit zeigt sich im Gefüge als Zebrastreifen-Muster aus Ferrit (hell) und Zementit Fe
3C (dunkel).
Bei mehr als 0,8% C in der Schmelze erhöht sich die Ansammlung von Zementit. Es bildet nun eigene Körner.
![Page 20: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/20.jpg)
![Page 21: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/21.jpg)
Eisen-Kohlenstoff-Diagramm
Kohlenstoff bildet mit Eisen die chemische Verbindung Fe3C, das Eisenkarbid, genannt Zementit. Diese Verbindung enthält 6,67% C und ist sehr hart.
AufgabePrüfen Sie, wie viel Gewichtsprozent der Kohlenstoff im Zementit ausmacht.
App: Merck PSE
![Page 22: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/22.jpg)
Phasenumwandlung
![Page 23: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/23.jpg)
Phasenumwandlung
![Page 24: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/24.jpg)
Fragen
1)Was ist der Unterschied zwischen Perlit und Perlit ?Perlit ist ein Kristallgemisch aus Ferrit (Fe) und Zementit (Fe
3C)
1)Was ist Ferrit ?Ferrit ist Eisen (ferrum) mit Spuren von C-Atomen.1)Welches Gitter nimmt bis zu 2% C-Atome auf?Das kfz-Gitter des Eisens.1)Was ist der Unterschied zwischen Gamma-Eisen und Austenit?Keiner. Beides bezeichnet den im kfz-Gitter vorliegenden Stahl.
![Page 25: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/25.jpg)
Gefüge-Einstellung
![Page 26: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/26.jpg)
Erstarrung von Legierungen
![Page 27: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/27.jpg)
Erstarrung von Legierungen
![Page 28: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/28.jpg)
Erstarrung von Legierungen
![Page 29: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/29.jpg)
Erstarrung von Legierungen
![Page 30: Teil 2: Legierungsbildung. Definition einer Phase](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061615/55204d8249795902118d6b0e/html5/thumbnails/30.jpg)
Quiz