Esercitazione: DIAGRAMMI DI STATO

Considerare una lega 60

wt%Ni-40 wt %Cu a 1100°C

(punto A) e una lega 35

wt%Ni-65 wt%Cu a 1250°C

(punto B) e indicare:

1) La varianza

2) Il numero e il il tipo di

fasi presenti

3) La composizione delle fasi

presenti

4) Le quantità relative delle

fasi presenti

EXERCIZIO 1

Si consideri 1 Kg di una lega per saldature 50:50 Pb-Sn (vedi figura).

a) A che temperatura appare il primo solido per raffreddamento?

b) Qual è la prima fase solida che si forma e qual è la sua composizione?

c) A che temperatura la lega solidifica completamente?

d) In che quantità sarà trovata una fase di deposizione primaria (proeutettica)

nella microstruttura?

e) Com'è distribuito lo stagno nella microstruttura a 182°C?

Per una temperatura di 200°C determinare per la stessa lega (i) la varianza (ii)

le fasi presenti, (iii) le loro composizioni, (iv) le loro quantità relative espresse

in peso percentuale. Ripetere i quesiti precedenti per una temperatura di

100°C.

ESERCIZIO 2

T1 compare

fase solida

α, 18% SnT1

TE

TE

solidificazione

completa

Quantità fase alfa proeutettica:

Regola della leva all’inizio della trasformazione eutettica

%α=((61.9-50)/(61.9-18.3))*100= 27.3%

α=18% SnL=55% Sn

a cb

T=200°C, lega 50% Sn

V=2+1-2=1

Fasi: α+L

% α = (bc/ac)*100= ((55-50)/(55-18))*100=14%

% L = (ab/ac)*100= ((50-18)/(55-18))*100=86%

α=5% Snβ=99% Sn

a cb

T=100°C, lega 50% Sn

V=2+1-2=1

Fasi: α+β

% α = (bc/ac)*100= ((99-50)/(99-5))*100=52%

% β = (ab/ac)*100= ((50-5)/(99-5))*100=47%

Dds MgO-FeO. Determinare le

fasi presenti, la composizione di

ogni fase e la quantità relativa

di ogni fase presente (%peso)

a 2000 °C per le seguenti

composizioni

a) MgO - 25 wt% FeO

b) MgO - 45 wt% FeO

c) MgO - 60 wt% FeO

d) MgO - 80 wt% FeO

ESERCIZIO 3

a) MgO - 25 wt% FeO

100 % solido, 25% FeO

b) MgO - 45 wt% FeO

a

c

b

% solido =

(bc/ac)*100=((65-

45)/65-40))=80%

Solido = 40% FeO

% liquido =

(ab/ac)*100=((45-

40)/65-40))=20%

Liquido = 66% FeO

c) MgO - 60 wt% FeO

a

c

b

% solido =

(bc/ac)*100=((65-

60)/65-40))=20%

Solido = 40% FeO

% liquido =

(ab/ac)*100=((60-

40)/65-40))=80%

Liquido = 66% FeO

d) MgO - 80 wt% FeO

100 % liquido, 80% FeO

ESERCIZIO 4

Diagramma di stato Ti-Ni

ββββ(Ti)(Ni)

αααα(Ti)

Completare il diagramma indicando tutte le fasi presenti nelle regioni bifasiche

L+ββββL+Ti2Ni

L+TiNi

ββββ (Ti) +Ti2NiTiNi+Ti2Ni

TiNi +TiNi3

L +TiNi

L +TiNi3

TiNi3+(Ni)

ββββ(Ti) (Ni)

L+(Ni)

αααα (Ti) +Ti2Ni

ββββ(Ti)+ αααα (Ti)

Individuare i composti/fasi a fusione congruente

Individuare i punti Eutettici e Eutettoidici

Considerare un liquido con il 70% di Ni che viene raffreddato a 1000°C: quali

sono le fasi presenti? Qual è la composizione di ciascuna fase?

TiNi+TiNi3TiNi: 54%Ni, 36%Ti

TiNi3: 75%Ni, 25%Ti

Qual è la frazione atomica di ciascuna fase?

Regola della leva:

%TiNi= (CTiNi3-Co)/(CTiNi3-CTiNi)= (75-70)/(75-54)*100=24%

%TiNi3= (Co-CTiNi)/(CTiNi3-CTiNi)= (70-54)/(75-54)*100=76%

ESERCIZIO 5: completare il diagramma

L= 50% Al

δδδδ= 42% Al

Considerare la lega contrassegnata con la X. Indicare la composizione delle fasi

presenti.

ESERCIZIO 6: considerare una lega con il 40% di Sn, valutare le fasi presenti,

la loro composizione e le loro quantità relative all’inizio e alla fine della

trasformazione eutettica

a c b

Inizio trasformazione:

α+L

α=19.2% Sn

L=61.9%Sn

% α= (c-b)/(a-b)=((61.9-40)/(61.9-19.2))*100=51%

%L= (a-c)/(a-b)=((40-19.2)/(61.9-19.2))*100=49%

a c b

Fine trasformazione:

α+β

α=19.2% Sn

β =97.5%Sn

% α= (c-b)/(a-b)=((97.5-40)/(97.5-19.2))*100=73%

% β = (a-c)/(a-b)=((40-19.2)/(97.5-19.2))*100=27%

a. Cosa succede all’eutettico?

1. Comincia a precipitare la fase alfa

2. Comincia a precipitare la fase beta

3. Il liquido solidifica completamente per formare alfa e beta

4. Nessuna delle precedenti

b. La fase alfa è:

1. A solido

2. Una miscela di A liquido e solido

3. Una piccola frazione di A in un solido a prevalenza B

4. Una piccola frazione di B in un solido a prevalenza A

c. A quale temperatura si ha la massima solubilità di B in A?

1. Al punto di fusione di alfa

2. Al punto di fusione di beta

3. Alla temperatura eutettica

4. Nessuna delle precedenti

d. Qual è il massimo di solubilità nellasoluzione solida alfa?

1. 50wt%A - 50wt%B

2. 90wt%A - 10wt%B

3. 10wt%A - 90wt%B

4. Nessuna delle precedenti

e. Considerare una lega con composizione C1, appena al di sopradella temperatura eutettica. Quali sono le fasi presenti?

1. Alfa e liquido

2. Alfa, beta e liquido

3. Beta e liquido

4. Alfa e beta

g. Considerare una lega con composizione C1, appena al di sopra della temperatura eutettica. Quali sonoapprossimativamente le proporzioni delle due fasi?

1. 70% alfa - 30% liquido

2. 30% alfa - 70% liquido

3. 10% alfa - 50% liquido

4. Nessuna delle precedenti

h. Qual è la reazione eutettica?

a. liquido + alfa --> beta

b. alfa --> beta

c. liquido --> alfa + beta

d. liquido --> alfa + liquido

ESERCIZIO 7: Nel seguente diagramma di stato indicare le fasi presenti in

ciascun campo e descrivere il processo di fusione della lega di

composizione X. Per tale lega applicare la regola della leva alla

temperatura T1

A+AmBn AmBn+B

A+L AmBn+L

AmBn+LB+L

L

A+AmBn AmBn+B

A+L AmBn+L

AmBn+LB+L

L

a b c

Temperatura T1 – regola della leva per la lega di composizione X

%A= (bc/ac)*100

%AmBn=(ab/ac)*100

ESERCIZIO 8Per una lega di Pb-30%Sn determinare la varianza, le fasi presenti, la loro

composizione e la loro quantità alle seguenti temperature: 300°C, 200°C,

184°C, 182°C, 50°C.

ESERCIZIO 9

Dopo aver completato il diagramma di stato riportato in figura, indicare ove

possibile, per il raffreddamento del liquido di composizione A: il numero delle fasi

presenti, la loro composizione (in termini di % di A e B) e le loro quantità relative,

rispettivamente nei punti: A, B, C (a 499°C), D. Calcolare inoltre, per ogni punto

sopra indicato, il grado di varianza del sistema.

ESERCIZIO 8: Tracciare un diagramma di stato contenente una trasformazione

peritettica ed indicare le fasi presenti in ciascun campo.