Hoofdstuk 4
Gemengde materialen
• Inleiding
Veel materialen ≠ zuivere materialen (1 atoomsoort)
o Samenstelling + temperatuur structuur
o Structuur altijd in vaste fase
Component = 1 atoom- molecuulsoort
Mengsel = 1/meer componenten
(vaste) oplossing = mengsel waarbij component volledig in oplossing is in de
structuur van de andere component, zonder primaire chemische bindingen =
éénfasig
Legering = mengsel van een metaalcomponent met een andere
(metaal)component, die hoofdzakelijk uit metaal bestaat
o Metaal met hoogste concentratie = basismetaal
o Toegevoegde atoom = legeringselement
o Aantal legeringselementen binair, ternair
o Onzuiverheid = ongewild
Fase = apart legeringsbestanddeel van homogene samenstelling (en
kristalrooster) met zijn eigen fysische eigenschappen en structuur
• Opbouw metaallegeringen
Binaire legering = 1 basismetaal + 1 legeringselement
≠ legeringsvormen afhankelijk van mengbaarheid van de samenstelling
o Vaste oplossing (1 fase)
o Mengsel 2 vaste oplossingen (2 fasen)
o Mengsel VO + chemische verbinding 2 componenten (2 fasen)
o Mengsel kristallen basismateriaal + legeringselement (2 fasen)
Structuur van metaallegering = opbouw van legering uit vaste oplossing en
mengsels
o Vaste oplossing: interstitieel (Me + Me) of
substitutioneel (nMe + Me)
Mengbaarheid van component B in basismetaal A (max vaste oplosbaarheid)
overschreden ontstaan 2e fase
o Zuiver B-kristal
o Mengkristal rijk aan B, met (kleine) hoeveelheid A in VO
o Chemische verbinding van A en B
1
, • Toestandsdiagrammen voor binaire metaallegeringen
Toestandsdiagrammen
o Toont welke fasen in thermodynamisch evenwicht
1. X-as: wt% (= massaprocent) legeringselement
2. Y-as: T (°C)
3. P = cte
o Binaire legering altijd volledig oplosbare in vloeibare toestand (L)
o Mogelijkheden binaire legering in vaste toestand (S)
1. Volledig onoplosbaar in vaste toestand
2. Volledig oplosbaar in vaste toestand
3. Deels oplosbaar in vaste toestand
Volledige oplosbaarheid in vaste toestand = isomorfe legeringen (1 vaste fase)
o Cu-Ni
o Samenstelling van en L (% Ni) in 2-fasig +L gebied
o Samenstelling P: afkoelen uit smelt
1. E: liquidus
2. F: nucleatie van vaste kristallen
3. Tussen E-G: aangroeien vaste fase, verandering samenstelling
4. G: solidus = enkel vaste fase
5. LET OP: diffusie in vaste stof is traag
FT’ in plaats van FG
Segregatie
2 soorten diffusie: in vloeistof of in vast (moeilijker)
2
Gemengde materialen
• Inleiding
Veel materialen ≠ zuivere materialen (1 atoomsoort)
o Samenstelling + temperatuur structuur
o Structuur altijd in vaste fase
Component = 1 atoom- molecuulsoort
Mengsel = 1/meer componenten
(vaste) oplossing = mengsel waarbij component volledig in oplossing is in de
structuur van de andere component, zonder primaire chemische bindingen =
éénfasig
Legering = mengsel van een metaalcomponent met een andere
(metaal)component, die hoofdzakelijk uit metaal bestaat
o Metaal met hoogste concentratie = basismetaal
o Toegevoegde atoom = legeringselement
o Aantal legeringselementen binair, ternair
o Onzuiverheid = ongewild
Fase = apart legeringsbestanddeel van homogene samenstelling (en
kristalrooster) met zijn eigen fysische eigenschappen en structuur
• Opbouw metaallegeringen
Binaire legering = 1 basismetaal + 1 legeringselement
≠ legeringsvormen afhankelijk van mengbaarheid van de samenstelling
o Vaste oplossing (1 fase)
o Mengsel 2 vaste oplossingen (2 fasen)
o Mengsel VO + chemische verbinding 2 componenten (2 fasen)
o Mengsel kristallen basismateriaal + legeringselement (2 fasen)
Structuur van metaallegering = opbouw van legering uit vaste oplossing en
mengsels
o Vaste oplossing: interstitieel (Me + Me) of
substitutioneel (nMe + Me)
Mengbaarheid van component B in basismetaal A (max vaste oplosbaarheid)
overschreden ontstaan 2e fase
o Zuiver B-kristal
o Mengkristal rijk aan B, met (kleine) hoeveelheid A in VO
o Chemische verbinding van A en B
1
, • Toestandsdiagrammen voor binaire metaallegeringen
Toestandsdiagrammen
o Toont welke fasen in thermodynamisch evenwicht
1. X-as: wt% (= massaprocent) legeringselement
2. Y-as: T (°C)
3. P = cte
o Binaire legering altijd volledig oplosbare in vloeibare toestand (L)
o Mogelijkheden binaire legering in vaste toestand (S)
1. Volledig onoplosbaar in vaste toestand
2. Volledig oplosbaar in vaste toestand
3. Deels oplosbaar in vaste toestand
Volledige oplosbaarheid in vaste toestand = isomorfe legeringen (1 vaste fase)
o Cu-Ni
o Samenstelling van en L (% Ni) in 2-fasig +L gebied
o Samenstelling P: afkoelen uit smelt
1. E: liquidus
2. F: nucleatie van vaste kristallen
3. Tussen E-G: aangroeien vaste fase, verandering samenstelling
4. G: solidus = enkel vaste fase
5. LET OP: diffusie in vaste stof is traag
FT’ in plaats van FG
Segregatie
2 soorten diffusie: in vloeistof of in vast (moeilijker)
2
