Esercitazione: DIAGRAMMI DI STATO
EXERCIZIO 1 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
ESERCIZIO 2 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.
T1 T1 compare fase solida α, 18% Sn 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%
a b c α=18% Sn L=55% Sn
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%
a b c α=5% Sn β=99% Sn
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%
ESERCIZIO 3 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
a) MgO - 25 wt% FeO 100 % solido, 25% FeO
b) MgO - 45 wt% FeO % solido = (bc/ac)*100=((65-45)/65-40))=80% Solido = 40% FeO a b c % liquido = (ab/ac)*100=((45-40)/65-40))=20% Liquido = 66% FeO
c) MgO - 60 wt% FeO % solido = (bc/ac)*100=((65-60)/65-40))=20% Solido = 40% FeO a b c % 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 β(ti) (Ni) α(ti)
Completare il diagramma indicando tutte le fasi presenti nelle regioni bifasiche L+(Ni) L +TiNi 3 L +TiNi L+β L+Ti 2 Ni β(ti) L+TiNi (Ni) β(ti)+ α (Ti) β (Ti) +Ti 2 Ni α (Ti) +Ti 2 Ni TiNi +Ti 2 Ni TiNi +TiNi 3 TiNi 3 +(Ni)
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 3 : 75%Ni, 25%Ti TiNi: 54%Ni, 36%Ti TiNi+TiNi 3
Qual è la frazione atomica di ciascuna fase? Regola della leva: %TiNi= (C TiNi3 -C o )/(C TiNi3 -C TiNi )= (75-70)/(75-54)*100=24% %TiNi 3 = (C o -C TiNi )/(C TiNi3 -C TiNi )= (70-54)/(75-54)*100=76%
ESERCIZIO 5: completare il diagramma
Considerare la lega contrassegnata con la X. Indicare la composizione delle fasi presenti. L= 50% Al δ= 42% Al
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 nella soluzione 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 sopra della 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 sono approssimativamente 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
L AmBn+L B+L A+L AmBn+L A+AmBn AmBn+B
L AmBn+L B+L A+L AmBn+L a b c A+AmBn AmBn+B
Temperatura T1 regola della leva per la lega di composizione X %A= (bc/ac)*100 %AmBn=(ab/ac)*100
ESERCIZIO 8 Per 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.