Binares system phasen. Zustandsdiagramme / Binäre Systeme | Werkstoffprüfer Blog


Zustandsschaubild Metallurgie Phasendiagramm. Graphische Darstellung der verschiedenen Zustandsformen und Phasen eines Stoffes beziehungsweise einer Legierung in Abhängigkeit von Temperatur und Zusammensetzung.

Einleitung

Je nach Anzahl der Komponenten, aus denen der betreffende Stoff besteht, spricht man von binären Zweistoff-ternären Dreistoff- oder quaternären Vierstoff- Systemen, die in ebensolchen Zustandsschaubildern dargestellt werden. Die Aufstellung eines Zustandsschaubildes binares system phasen durch thermische Analyse oder dilatometrische Messungen.

Aus den Abkühlungskurven ergeben sich Halte- und Knickpunkte, die die Phasenübergänge charakterisieren und die betreffenden Liquidus- und Solidustemperaturen anzeigen.

Überträgt man diese, die Zustandsänderung flüssig-fest kennzeichnenden Temperaturwerte in ein Diagramm handelswochenende für binäre optionen Abhängigkeit von der jeweiligen Legierungszusammensetzung, erhält man das Zustandsschaubild.

Zusammenfassung

Bei Temperaturen oberhalb der Liquiduslinie ist der Werkstoff flüssig und unterhalb der Soliduslinie ist er fest. Der Bereich zwischen beiden Linien ist der sogenannte Erstarrungsbereich, wo flüssige und feste Phase nebeneinander bestehen. Die Zustandsschaubilder binares system phasen sich in Grundformen je nach den Löslichkeitsverhältnissen im festen und binares system phasen Zustand einteilen, Löslichkeit.

Am einfachsten und übersichtlichsten kann diese Einteilung am Beispiel der Zweistoffsysteme vorgenommen werden; sie lässt sich analog auf Mehrstoffsysteme übertragen.

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Falls vollkommene Unlöslichkeit besteht, bilden die Legierungskomponenten zwei getrennte Schmelzschichten. Das Mengenverhältnis der Schichten hängt nur von den Gewichtsanteilen der betreffenden Komponenten, nicht aber von der Temperatur beziehungsweise Überhitzung ab.

Bei der Erstarrung bleiben die getrennten Schichten erhalten.

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Im Falle einer begrenzten Löslichkeit im flüssigen Zustand sind die Legierungskomponenten nur innerhalb eines gewissen Zusammensetzungsbereiches teilweise unlöslich, sonst aber löslich. Es bilden sich in diesem Bereich zwei getrennte Schmelzschichten, von denen die eine reicher an der Komponente A und die andere reicher an der Komponente B ist.

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Das Mengenverhältnis der Schichten und ihre Massengehalte hängen von den Binares system phasen der beiden Komponenten in diesem Legierungsbereich und von der Temperatur ab. Bei der Erstarrung bleiben in diesem speziellen Bereich die getrennten Schichten erhalten.

Im festen Zustand kann binares system phasen vollkommene Löslichkeit bestehen bleiben oder aber es tritt an ihre Stelle eine nur begrenzte Löslichkeit beziehungsweise eine vollständige Unlöslichkeit.

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Besteht dagegen im festen Zustand vollkommene Unlöslichkeit, bilden sich keine Mischkristalle, sondern Kristalle der Legierungskomponenten Eutektikum. Besteht dagegen nur in einem bestimmten Legierungsbereich vollkommene Löslichkeit, sodass Mischkristalle entstehen, während im übrigen Legierungsbereich vollkommene Unlöslichkeit vorliegt, spricht man von einer begrenzten Löslichkeit im festen Zustand.

Falls das Gebiet der vollkommenen Unlöslichkeit beiderseits an Mischkristallphasen angrenzt, besteht das Eutektikum aus den betreffenden Binares system phasen anstelle des Eutektikums kann auch ein Peritektikum auftreten.

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Begrenzte Löslichkeit liegt auch vor, wenn ein Mischkristall bei tieferen Temperaturen eutektoid zerfällt, Eutektoid. Dreistoffsysteme lassen sich ebenfalls in Zustandsschaubildern darstellen. Da jedoch insgesamt vier Veränderliche, nämlich drei Legierungskomponenten und die Temperatur vorliegen, muss eine räumliche Darstellung gewählt werden.

5.4. Phasengleichgewichte und Phasendiagramme

Diese Zustandsschaubilder werden an den Seiten eines gleichschenkligen, gleichseitigen Binares system phasen angelegt. Über dieser Dreiecksfläche bildet sich nun aus den durch die binären Diagramme vorgegebenen Randbedingungen ein Schmelz- und Erstarrungsraum, der dadurch entsteht, dass die drei Randdiagramme konstitutionsbedingt ineinander übergehen.

Es ergibt sich dadurch ein sog. Man kann nun, ähnlich wie bei der geodätischen Vermessung eines Gebirges, bestimmte Höhenschnitte, hier also isotherme Temperaturschnitte legen und auf diese Weise das Erstarrungsgebirge in einzelne waagerechte Schnitte zerlegen. In der Praxis werden meist solche isothermen Temperaturschnitte benutzt, desgleichen wird häufig eine Draufsichtdarstellung des Erstarrungsgebirges, in der die Linien gleicher Liquidustemperatur eingetragen sind verwendet; auf die räumliche Darstellungsweise wird in der Regel verzichtet.

Fachgebiete

Auch vertikale Schnitte werden durch das Dreistoffsystem gelegt; man bevorzugt hierbei entweder einen quasibinären Schnitt oder aber einen sogenannten Temperatur-Konzentrationsschnitt in der Weise, dass der Gehalt einer der drei Legierungskomponenten konstant gehalten wird. So lässt sich eine Schnittebene aus diesem System mit ihren Phasen in Abhängigkeit von der Temperatur für variable Gehalte binares system phasen beiden anderen Binares system phasen darstellen.

Im Anhang des Lexikons ist eine Auswahl von Zustandsschaubildern binärer und ternärer Legierungssysteme sowie binärer Oxidsysteme Feuerfeststoffe aufgeführt.

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