Diagrammi di Stato in Leghe Metallurgiche
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Questions and Answers

Qual è la condizione affinché la miscibilità di una lega sia completa?

  • A basse temperature
  • In condizioni di alta pressione
  • In atmosfera controllata
  • Solo alle alte temperature (correct)

Cosa succede quando la lacuna di miscibilità si innalza fino ad intersecare le linee di monovarianza?

  • Non ci sono effetti significativi
  • Si verifica una reazione chimica
  • Si ottiene un diagramma di stato unico
  • Si ottengono due nuovi diagrammi (correct)

Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo agli eutettici?

  • Tutte le leghe eutettiche hanno la stessa microstruttura
  • La solidificazione avviene solo in un unico stato
  • Le leghe eutettiche possono avere microstrutture differenti (correct)
  • Non esiste una composizione eutettica

In un diagramma di stato, quale condizione indica la coesistenza di due fasi?

<p>Uniossidazione (A)</p> Signup and view all the answers

Durante la solidificazione di una lega eutettica, quali fasi possono coesistere nella microstruttura finale?

<p>Solo fasi solide (B)</p> Signup and view all the answers

Quale affermazione descrive meglio il concetto di peritettico in un diagramma di stato?

<p>Si verifica quando una fase solida si forma da una fase liquida (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è la relazione tra temperatura e coesistenza delle fasi in un diagramma di stato?

<p>La coesistenza avviene ai punti di temperatura specifici (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta il diagramma fig. 1 della miscibilità di una lega?

<p>La concentrazione di componenti in rapporto alla temperatura (D)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni descrive correttamente un composto congruente?

<p>Il composto rimane inalterato fino alla temperatura di fusione. (B)</p> Signup and view all the answers

In un diagramma di stato, quale fase è attesa nel campo di bivarianza?

<p>Fase liquida e fase solida. (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa caratterizza la miscibilità parziale allo stato solido?

<p>Formano composti intermetallici con comportamento specifico. (D)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo ai diagrammi di stato?

<p>Dimostrano la stabilità delle fasi solide e liquide in diversi intervalli di temperatura. (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa accade durante una trasformazione peritettica a 598°C secondo il diagramma di stato?

<p>Il liquido L si trasforma in fase solida ε e residui di L non reagiti. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è la differenza principale tra un composto incongruente e uno congruente?

<p>Il composto incongruente si decompone prima della fusione mentre il congruente no. (D)</p> Signup and view all the answers

Quale scenario rappresenta la situazione di totale solubilità in un sistema?

<p>I due componenti si mescolano completamente in ogni proporzione. (B)</p> Signup and view all the answers

Quale descrizione si applica alla fase solida e liquida in condizioni di immiscibilità completa?

<p>Rimangono fasi distinte senza mescolarsi. (B)</p> Signup and view all the answers

Quale affermazione è corretta riguardo ai sistemi monofasici?

<p>La composizione chimica media del sistema coincide con quella della fase. (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresentano le linee di monovarianza in un sistema bifasico?

<p>Definiscono la composizione chimica delle due fasi. (D)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni è vera per un sistema trifasico?

<p>I tre punti rappresentativi delle fasi giacciono sulla stessa isoterma. (A)</p> Signup and view all the answers

Nella costruzione di un diagramma binario, cosa si osserva tracciando una qualsiasi orizzontale?

<p>Incontriamo alternativamente campi di bivarianza e di monovarianza. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è una proprietà fondamentale dei sistemi monofasici?

<p>Possiedono un grado di libertà di 1. (C)</p> Signup and view all the answers

Che cosa significa il grado di libertà (g.d.l.) pari a zero in un sistema?

<p>Non c'è alcuna variazione possibile nel sistema. (C)</p> Signup and view all the answers

In un diagramma di stato, la zona di invarianza è rappresentata da:

<p>Linee orizzontali che rappresentano zone di stabilità. (D)</p> Signup and view all the answers

Cosa indica l'uscita di due e sole linee di monovarianza dai punti di zerovarianza?

<p>La dualità delle fasi in equilibrio. (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è la microstruttura attesa in una lega eutettica a temperatura ambiente?

<p>La microstruttura attesa è composta principalmente da grani di fase $eta$ e fase $eta$.</p> Signup and view all the answers

Cosa accade quando una lega di composizione $c_2$ si trova nella zona dell'eutettico?

<p>Quando la lega di composizione $c_2$ si trova nella zona dell'eutettico, avviene una trasformazione eutettica in cui si formano le fasi $eta$ e $eta$ insieme.</p> Signup and view all the answers

Qual è l'effetto dell'aumento della temperatura su una lega in equilibrio nella regione eutettica?

<p>L'aumento della temperatura porta alla formazione di una fase liquida, a meno che non si raggiunga il punto eutettico.</p> Signup and view all the answers

In un diagramma di stato, cosa rappresenta la linea eutettica?

<p>La linea eutettica rappresenta le condizioni di temperatura e composizione in cui le fasi solide coesistono in equilibrio.</p> Signup and view all the answers

Qual è la relazione tra il composto eutettico e la miscibilità della lega?

<p>Il composto eutettico evidenzia la massima miscibilità tra le due fasi alla composizione eutettica.</p> Signup and view all the answers

Come si determina la frazione delle fasi presenti nella lega contenente il 30% di B alla temperatura t2?

<p>Si applica la regola della leva, calcolando le lunghezze relativa ai segmenti a e b.</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresentano le quantità $q_α$ e $q_L$ nella regola della leva?

<p>$q_α$ rappresenta la frazione della fase solida e $q_L$ quella della fase liquida nella lega.</p> Signup and view all the answers

Qual è la significato della linea di fusione Bfus in un diagramma di stato?

<p>La linea di fusione Bfus indica il punto in cui la lega inizia a fondere passando dalla fase solida a quella liquida.</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo della microstruttura in una lega a temperatura ambiente?

<p>La microstruttura a temperatura ambiente determina le proprietà meccaniche e fisiche della lega.</p> Signup and view all the answers

Come influisce la composizione della lega sulla sua temperatura di fusione?

<p>La composizione della lega altera le temperature di fusione, influenzando i punti di transizione tra fasi.</p> Signup and view all the answers

In un diagramma di stato, cosa indica la regione di bivarianza?

<p>La regione di bivarianza indica le condizioni in cui coesistono due fasi distinte della lega.</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta la distanza fra i due punti (le fasi) in un diagramma di stato?

<p>La distanza rappresenta la proporzione relativa tra le fasi solide e liquide presenti nella lega.</p> Signup and view all the answers

Qual è la relazione tra la temperatura e le fasi di una lega nel diagramma di stato?

<p>All'aumentare della temperatura, la fase solida si trasforma in fase liquida, modificando l'equilibrio delle fasi.</p> Signup and view all the answers

Qual è la somma delle quantità a e b nel contesto dato?

<p>La somma è 45.</p> Signup and view all the answers

Qual è la percentuale della fase liquida rispetto al totale nella miscela a e b?

<p>La fase liquida è il 67%.</p> Signup and view all the answers

In un diagramma di stato, quali sono i due diagrammi considerati nel caso di solubilità totale allo stato solido?

<p>I diagrammi considerati sono il diagramma ad oliva semplice e il diagramma con TM massima.</p> Signup and view all the answers

Come si descrive l'andamento delle proprietà meccaniche per le leghe Cu-Ni?

<p>Le proprietà meccaniche dipendono dalla composizione chimica, in particolare dalla percentuale di Ni.</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresentano le frazioni solide e liquide in termini di fase a e b?

<p>La frazione solida è 0.33 e la frazione liquida è 0.67.</p> Signup and view all the answers

Qual è l'importanza del diagramma con TM minima nella rappresentazione delle leghe?

<p>Il diagramma con TM minima aiuta a visualizzare i limiti di solubilità delle leghe con miscibilità parziale.</p> Signup and view all the answers

Come varia la resistenza a trazione in relazione alla composizione delle leghe isomorfe?

<p>La resistenza a trazione varia in base alla composizione percentuale degli elementi della lega.</p> Signup and view all the answers

Qual è la relazione tra fase liquida e fase solida in un diagramma di stato?

<p>Le fasi liquida e solida possono coesistere in determinate condizioni di temperatura e composizione.</p> Signup and view all the answers

Qual è la composizione percentuale di %Si in una lega Al-7Si a 577°C?

<p>5,5%</p> Signup and view all the answers

Cosa distingue una trasformazione eutettoidica da una eutettica?

<p>Nella trasformazione eutettoidica, una fase solida si trasforma in due nuove fasi solide, mentre nell'eutettica un liquido si solidifica in due fasi solide.</p> Signup and view all the answers

Qual è la percentuale di composto eutettico in una lega Al-7Si a 577°C?

<p>49,1%</p> Signup and view all the answers

Cos'è un punto invariante eutettoide?

<p>È il punto nel diagramma di stato dove avviene la trasformazione eutettoidica.</p> Signup and view all the answers

Qual è la composizione chimica di una lega eutettica?

<p>La composizione chimica di una lega eutettica è caratterizzata da due componenti in proporzioni specifiche che permettono la formazione di un composto eutettico.</p> Signup and view all the answers

Cosa accade in una reazione peritettica?

<p>In una reazione peritettica, un liquido e una fase solida reagiscono formando una nuova fase solida.</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta il composto eutettico in un diagramma di stato?

<p>Il composto eutettico in un diagramma di stato rappresenta la composizione alla quale si verifica la solidificazione a temperatura costante.</p> Signup and view all the answers

Qual è la temperatura alla quale avviene la trasformazione eutettoidica nel diagramma fornito?

<p>560°C</p> Signup and view all the answers

Quali fasi possono coesistere in una lega che forma un composto eutettico durante la solidificazione?

<p>Durante la solidificazione può coesistere la fase liquida insieme alle fasi solide, denominate $eta$ e $eta$.</p> Signup and view all the answers

Come viene calcolata la percentuale di Al in una lega Al-7Si a 577°C?

<p>Si calcola utilizzando la formula %αAl = (100 - 7) * 100 / (100 - 1.6).</p> Signup and view all the answers

Come si comportano le proprietà meccaniche di una lega eutettica rispetto ai componenti individuali?

<p>Le proprietà meccaniche di una lega eutettica tendono a essere superiori rispetto a quelle dei singoli componenti, offrendo maggiore durezza e resistenza.</p> Signup and view all the answers

Qual è la differenza tra leghe ipoeutettiche e leghe ipereutettiche?

<p>Le leghe ipoeutettiche hanno una composizione inferiore al punto eutettico, mentre le leghe ipereutettiche hanno una composizione superiore.</p> Signup and view all the answers

Qual è l'importanza della temperatura nel processo di solidificazione di una lega eutettica?

<p>La temperatura è cruciale poiché determina il punto in cui avviene la coesistenza delle fasi solidificate e la formazione del composto eutettico.</p> Signup and view all the answers

Cosa si intende per microstruttura a temperatura ambiente in una lega eutettica?

<p>La microstruttura a temperatura ambiente è quella risultante dalla solidificazione della lega e presenta un'organizzazione caratteristica delle fasi solide e liquide.</p> Signup and view all the answers

Qual è la differenza tra una lega eutettica e una lega passante per l'orizzontale eutettico?

<p>Una lega eutettica solidifica a temperatura costante, mentre una lega passante per l'orizzontale eutettico ha una composizione che permette una variazione di temperatura durante la solidificazione.</p> Signup and view all the answers

Che significato ha la lettera 'L' in un diagramma di stato?

<p>'L' indica la fase liquida presente nel sistema prima della solidificazione delle fasi solide.</p> Signup and view all the answers

Cosa indica un composto congruente in un diagramma di stato?

<p>Un composto congruente rimane inalterato fino alla temperatura di fusione.</p> Signup and view all the answers

Definisci cosa significa 'immiscibilità completa allo stato solido'.

<p>L'immiscibilità completa allo stato solido indica che le fasi solide non si mescolano affatto formando una miscela omogenea.</p> Signup and view all the answers

Cosa caratterizza un composto incongruente?

<p>Un composto incongruente si decompone prima di raggiungere la temperatura di fusione.</p> Signup and view all the answers

Qual è la differenza tra il campo di bivarianza e il campo di monovarianza?

<p>Il campo di bivarianza è dove coesistono due fasi, mentre il campo di monovarianza contiene solo una fase.</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta un diagramma di stato in metallurgia?

<p>Un diagramma di stato rappresenta le relazioni tra temperatura, composizione e fasi di un sistema metallico.</p> Signup and view all the answers

Qual è l'importanza della linea di peritettico in un diagramma di stato?

<p>La linea di peritettico indica le condizioni sotto le quali avviene una trasformazione peritettica.</p> Signup and view all the answers

Come cambia la microstruttura di una lega durante la solidificazione di un eutettico?

<p>Durante la solidificazione di una lega eutettica, si formano più fasi solide che coesistono nella microstruttura finale.</p> Signup and view all the answers

Quali effetti ha la composizione in percentuale di Zn in un sistema Cu-Zn?

<p>La composizione in percentuale di Zn influisce sulla temperatura di fusione e sulla stabilità delle fasi presenti.</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Punto peritettico

Punto sul diagramma di stato in corrispondenza del quale una fase solida si trasforma in un'altra fase solida e in una fase liquida.

Isoterma peritettica

Linea sul diagramma di stato che rappresenta una reazione peritettica.

Trasformazione peritettica

Reazione che coinvolge una fase solida, una fase liquida e una nuova fase solida, avvenuta ad una specifica temperatura.

Composto congruente

Un composto che fonde ad una precisa temperatura, senza decomporsi.

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Composto incongruente

Un composto che si decompone prima di raggiungere la temperatura di fusione.

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Immiscibilità completa allo stato solido

Due o più elementi che formano fasi distinte allo stato solido.

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Diagramma di stato

Rappresentazione grafica delle fasi presenti in un sistema in funzione della temperatura e composizione.

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Sistema monofasico

Un sistema in cui composizione chimica del sistema e della fase sono identiche.

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Costituente eutettico

Miscela specifica di costituenti che si trova nel diagramma a composizione eutettica.

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Gradi di libertà (g.d.l.) = 2

Indicano le proprietà variabili che possono essere modificate senza cambiare lo stato del sistema.

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Sistema bifasico

Un sistema con due fasi distinte con composizioni chimiche diverse.

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Gradi di libertà (g.d.l.)= 1

Rappresenta una variabile che può essere modificata senza cambiare lo stato del sistema.

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Sistema trifasico

Un sistema con tre fasi distinte con composizioni chimiche diverse.

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Gradi di libertà (g.d.l.)= 0

Nessuna variabile può essere modificata senza cambiare lo stato del sistema. Le 3 fasi sono fisse.

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Diagramma binario

Un grafico che mostra le diverse fasi di un sistema a due componenti in funzione della temperatura e della composizione.

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Isoterma

Una linea orizzontale su un diagramma di stato che rappresenta una condizione di invarianza del sistema.

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Solubilità parziale allo stato solido

La miscibilità di due elementi allo stato solido non è completa a tutte le temperature, ma solo ad alte temperature.

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Lacuna di miscibilità

Intervallo di temperatura e composizione in cui due elementi non sono completamente miscibili allo stato solido.

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Diagrammi a due fasi ( + ’)

Rappresentazione di due fasi coesistenti a temperature inferiori, a differenza della miscibilità totale ad alte temperature.

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Eutettico

Composizione specifica di una lega dove la solidificazione si completa ad una sola temperatura.

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Solidificazione di una lega eutettica

Processo di solidificazione di leghe caratterizzate da un punto eutettico.

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Microstrutture differenti eutettiche

Le leghe eutettiche possono assumere diverse microstrutture a seconda della loro composizione e del processo di raffreddamento.

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Composizione chimica c1

Una determinata proporzione di elementi nella lega.

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Solubilità Totale allo Stato Solido

Un caso speciale in cui due o più elementi sono completamente miscibili allo stato solido a tutte le temperature. Si verifica quando gli atomi dei diversi elementi possono formare una soluzione solida omogenea.

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Diagramma ad Oliva

Un tipo di diagramma di stato per sistemi con solubilità totale allo stato solido, caratterizzato da una curva a forma di oliva, che indica il dominio di fase liquida. La temperatura di solidificazione diminuisce al variare della composizione.

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Composto Eutettico

Miscela specifica di costituenti che si trova nel diagramma a composizione eutettica.

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Diagramma con TM Massimo

Un tipo di diagramma di stato per sistemi con solubilità totale allo stato solido, caratterizzato da un punto di fusione massimo (TM) per una specifica composizione. Indica che la lega ha una temperatura di fusione più alta rispetto ai suoi elementi costituenti.

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Microstruttura a Temperatura Ambiente

L'organizzazione microscopica dei grani e delle fasi in un materiale solido alla temperatura ambiente.

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Diagramma con TM Minimo

Un tipo di diagramma di stato per sistemi con solubilità totale allo stato solido, caratterizzato da un punto di fusione minimo (TM) per una specifica composizione. Indica che la lega ha una temperatura di fusione più bassa rispetto ai suoi elementi costituenti.

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Lega Eutettica

Lega che si solidifica completamente ad una temperatura costante.

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Leghe Isomorfe

Leghe che mostrano solubilità totale allo stato solido. Gli atomi dei diversi elementi possono sostituirsi reciprocamente nella struttura cristallina, creando una soluzione solida omogenea.

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Proprietà Meccaniche delle Leghe Isomorfe

Le proprietà meccaniche delle leghe isomorfe dipendono strettamente dalla loro composizione chimica. La resistenza alla trazione e l'allungamento variano in base alla concentrazione degli elementi.

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Fase Solida 

Fase solida presente nei sistemi con solubilità totale allo stato solido. La sua concentrazione varia a seconda della composizione della lega.

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Fase Liquida L

Fase liquida presente nei sistemi con solubilità totale allo stato solido. La sua concentrazione varia a seconda della composizione della lega.

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Composizione eutettica (cE)

La composizione specifica della lega che corrisponde al punto eutettico.

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Microstruttura eutettica

La struttura microscopica di una lega eutettica, costituita da due fasi solide mescolate finemente.

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Lega a composizione c4

Una lega con una composizione diversa da quella eutettica, che contiene una percentuale maggiore di un elemento rispetto alla composizione eutettica.

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Solidificazione di una lega a composizione c4

Processo di solidificazione di una lega a composizione c4, in cui si forma prima una fase solida, poi una miscela eutettica.

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Microstruttura a temp. ambiente (c4)

La struttura microscopica di una lega a composizione c4 dopo il raffreddamento, che mostra grani di una fase solida e una miscela eutettica.

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Diagramma di stato alluminio-silicio

Un diagramma di stato che rappresenta le diverse fasi in una lega di alluminio e silicio, in funzione della temperatura e della composizione.

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Lega Ipereutettica

Una lega con una composizione superiore al punto eutettico. Durante la solidificazione, si forma prima una fase eutettica e poi una fase solida.

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Reazione Eutettoidica

Analoga alla reazione eutettica, ma una fase solida si trasforma in due nuove fasi solide ad una temperatura costante.

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Reazione Peritettica

Una reazione in cui una fase solida e una fase liquida reagiscono per formare una nuova fase solida ad una temperatura specifica.

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Cosa si intende per "invarianza" in un diagramma di stato?

Un punto invariante è un punto nel diagramma di stato in cui la temperatura e la composizione sono fisse durante una reazione. In questo punto, tre fasi coesistono in equilibrio.

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Isoterma Eutettoidica

Una linea orizzontale nel diagramma di stato che rappresenta la temperatura specifica a cui avviene la trasformazione eutettoidica.

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Regola della leva

Un metodo per calcolare le quantità relative delle fasi presenti in una lega a una data temperatura e composizione.

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Quantità di fase 

La quantità di fase solida  presente in una lega a una data temperatura e composizione.

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Quantità di fase L

La quantità di fase liquida L presente in una lega a una data temperatura e composizione.

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Punto di composizione della lega

La percentuale di ciascun elemento presente in una lega.

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Temperatura t2

La temperatura specifica a cui si vuole determinare le quantità delle fasi presenti.

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Frazione di solido 

La percentuale di fase solida  nella lega a t2.

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Frazione di liquido L

La percentuale di fase liquida L nella lega a t2.

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Study Notes

Diagrammi di Stato

  • I diagrammi di stato rappresentano graficamente i campi di temperatura e composizione in cui sono stabili le fasi di una lega a due o più componenti.
  • Una fase è una porzione omogenea di un sistema con caratteristiche chimiche e fisiche uniformi.
  • La regola delle fasi mette in relazione il numero di variabili termodinamiche indipendenti con il numero di componenti e delle fasi presenti (v = c₁ + m - f).
  • Nel caso di sistemi binari (c₁ = 2, m = 1), v = 3 - f.
  • f = 1, sistema monofasico v = 2 (bivariante)
  • f = 2, sistema bifasico v = 1 (monovariante)
  • f = 3, sistema trifasico v = 0 (zerovariante)
  • Diagramma cartesiano per sistemi binari: asse orizzontale = composizione chimica, asse verticale = temperatura del sistema.
  • I diagrammi di stato rappresentano le modifiche del sistema in condizioni di equilibrio.
  • I raffreddamenti o riscaldamenti delle leghe richiedono tempi lunghi per raggiungere l'equilibrio.

Tipi di Diagrammi di Stato a Due Componenti

  • Sistemi binari con solubilità allo stato solido:
    • Solubilità totale
    • Solubilità parziale
  • Sistemi binari con immiscibilità completa allo stato solido
  • Sistemi binari che formano composti intermedi:
    • Con punto di fusione congruente
    • Con punto di fusione incongruente

Solubilità Totale allo Stato Solido (Leghe Isomorfe)

  • Sono sistemi binari che si comportano secondo il modello delle soluzioni ideali (es. Cu-Ni, Au-Pt, ecc.).
  • Al di sopra del liquidus, il sistema è totalmente fuso; al di sotto del solidus, è totalmente cristallizzato.

Solidificazione di una Lega che Presenta un Eutettico

  • Le leghe appartenenti a sistemi eutettici possono assumere microstrutture differenti a seconda della composizione.

Lega di Composizione Chimica c₁

  • Il raffreddamento avviene per successivi stati di equilibrio.
  • La lega può presentare grani α e β.

Lega di Composizione Chimica c₂

  • Presenta trasformazione eutettica.
  • La trasformazione eutettica comporta la presenza di un composto eutettico (α + β).

Lega di Composizione Chimica eutettica cₑ

  • Presenta una trasformazione eutettica.
  • La trasformazione comporta la formazione di un composto eutettico.

Lega di Composizione Chimica c₄

  • Presenta una trasformazione eutettica, ma a destra dell'eutettico.

Esempio: Lega Alluminio-Silicio

  • Mostra come sono classificate le leghe eutettiche, ipoeutettiche e ipereutettiche.

Reazioni Eutettoidiche e Peritettiche

  • La trasformazione eutettoidica è analoga a quella eutettica ma una fase solida si trasforma in due nuove fasi solide.
  • La trasformazione peritettica è la reazione tra un liquido e una fase solida per creare una nuova fase solida.

Immiscibilità Completa allo Stato Solido

  • La miscibilità è completa solo ad alte temperature.
  • Ci sono regioni di equilibrio in un diagramma di stato con due fasi solide.

Formazione di Composti Intermetallici

  • Composto congruente: il composto rimane inalterato fino alla temperatura di fusione.
  • Composto incongruente: il composto si decompone prima di raggiungere la temperatura di fusione
  • Nelle zone a v=2 e v=1 (nelle aree con composti intermetallici immiscibili allo stato solido). Nessuna associazione costante tra composti e temperatura di fusione.

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Diagrammi Di Stato PDF

Description

Questo quiz esplora i diagrammi di stato e come rappresentano graficamente le fasi di una lega a due o più componenti. I partecipanti impareranno le regole delle fasi e come queste influenzano le variabili termodinamiche di un sistema. Testa la tua comprensione dei concetti di equilibrio e modifiche nei sistemi leghe.

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