Phase transformations and phase diagrams

แผนภาพเฟส (Phase diagram)

คือการนำเสนอแบบกราฟิกของความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบของเฟสและปริมาณของสารที่อุณหภูมิใดก็ตามและภายใต้สภาวะสมดุลของระบบอัลลอย

แผนภาพการแก้ปัญหาของแข็งและของเหลวที่สมบูรณ์แบบ (Complete solid and liquid solution diagram)

จากแผนภาพมีสองเส้นโค้ง - liquidus ซึ่งมีเงื่อนไขสมดุลของเฟสของเหลวกับผลึกที่เป็นของแข็ง และ solidus ในสภาวะสมดุลของของเหลวสุดท้ายกับของแข็งเกือบสมบูรณ์

พิจารณาการแข็งตัวของโลหะผสมที่มีความเข้มข้น C. เมื่ออุณหภูมิของโลหะผสมมีค่าสูงกว่า TL จะมีเฟสของของเหลวอยู่ (จุด M บนแผนภาพ)

เมื่ออุณหภูมิถึงค่า TL (จุด M1 บนเส้นโค้ง liquidus) เริ่มแข็งตัว ตามเส้นโค้งของ solidus (จุด N1) ผลึกที่เป็นของแข็งตัวแรกมีองค์ประกอบแตกต่างกัน - C1 ทำความเย็นของโลหะผสมทำให้อุณหภูมิของของเหลวเปลี่ยนแปลงไปตามเส้นโค้งของ liquidus และเมื่ออุณหภูมิของโลหะผสมถึงค่ากลาง T (ตำแหน่ง MT) ช่วงของเหลวขององค์ประกอบ Cy และเฟสของแข็ง Cx มีความสมดุล

จำนวนของสารทั้งสองขั้นตอนจะถูกกำหนดโดยองค์ประกอบของพวกเขาและอาจมีการคำนวณโดย "lever rule "

W_S / W_L = MTY / MTX หรือ W_S / W_L = (C_Y-C) / (C-C_X)

เมื่อ

W_S คือ น้ำหนักของของแข็ง

W_L คือ น้ำหนักของของเหลว

MTY และMTX คือ ความยาวของเส้นตรงในแผนภาพ

การแข็งตัวจะสิ้นสุดที่อุณหภูมิ T_S และส่วนที่เหลือสุดท้ายของเฟสของของเหลวจะมีองค์ประกอบ C₂ (ตามจุด F₂ บนเส้นโค้ง liquidus)