5.4.4 Komplizierte Phasendiagramme: Fallbeispiel

Hier ist ein etwas exotisches, aber schön kompliziertes Phasendiagramm (wie es auch im " Barrett" verwendet wird).
Die beiden Komponenten sind Ni und Mo, also zwei recht unähnliche Metalle.
Ni -Mo Legierungen sind technisch nicht ganz unwichtig, da sie auch in reduzierender Atmosphäre noch korossionsfest sind.
Mo - Ni Phasendiagramm
Wir mischen mal 33 % Mo und 67 % Ni (nach Gewicht), schmelzen das Ganze, und kühlen dann ab. Wir laufen dann entlang der roten Linie im Phasendiagramm in der Temperatur nach unten
Im flüssigen Zustand sind wir dann z.B. am obersten Punkt im Phasendiagramm - alles ist "L"
Mit beginnende Abkühlung unterschreiten wir bei ca. 1390 oC die Liquiduslinie und haben jetzt einen zweiphasigen Zustand mit Ni-reichem Feststoff in Mo-reicher Schmelze.
Bei zweiten Punkt ist alles fest, wir haben eine Phase; die a-Phase: Ni mit 33 % gelöstem Mo.
Bei ca. 1070 oC geschieht etwas Neues: Wir passieren die Grenze zu einem Zweiphasengebiet bestehend aus der stöchiometrischen Verbindung NiMo und der a-Phase.
Und noch zweimal müssen wir neue Phasengemische produzieren: Bei dritten Punkt haben wir a + Ni3Mo und beim vierten Punkt schließlich den Endzustand: Ein zweiphasiges Gemisch aus Ni4Mo und Ni4Mo.
Ganz schön kompliziert, aber mit der "Landkarte" Phasendiagramm leicht zu konstruieren.
Was geht nun eigentlich im Festkörper vor sich, der ja bis zur kompletten Erstarrung viermal sein Gefüge ändern muß? Auch das schauen wir uns schematisch an:
Phasen beim Abkühlen
Wir nehmen mal an, daß die NixMo Teilchen oder Ausscheidungen an Korngrenzen oder anderen Defekten entstehen oder nukleieren, aber der springende Punkt ist, daß die lokale Zusammensetzungung sich fortwährend ändern muß während wir abkühlen.
Die Ausscheidungen die gezeigt sind, müssen beispielsweise sukzessive Ni-reicher werden.
Es führt kein Weg an der Schlußfolgerung vorbei: Atome müssen sich im Festkörper bewegen, sie müssen diffundieren. Und das wird das große Thema des nächsten Kapitels sein.

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© H. Föll (MaWi 1 Skript)