Berechnung von Bindungslinien und Hebelregeln in Binärphasendiagrammen für das Legierungsdesign

Binäre Phasendiagramme sind wesentliche Werkzeuge im Legierungsdesign, die helfen, die Beziehungen zwischen verschiedenen Phasen bei verschiedenen Zusammensetzungen und Temperaturen zu verstehen.

Tie Lines verstehen

Die Bindungslinien sind Geraden, die über ein binäres Phasendiagramm bei einer bestimmten Temperatur gezogen werden und die Zusammensetzungen von nebeneinanderliegenden Phasen im Gleichgewicht verbinden. Die Endpunkte einer Bindungslinie geben die Zusammensetzung der bei dieser Temperatur vorhandenen flüssigen und festen Phasen an.

Berechnung der Phasenzusammensetzungen

Um die Phasenzusammensetzungen zu finden, zeichnen Sie eine horizontale Bindungslinie bei der interessierenden Temperatur. Die Punkte, an denen die Bindungslinie die Phasengrenzen schneidet, geben die Zusammensetzungen der Phasen an. Diese Punkte werden verwendet, um die relativen Mengen jeder vorhandenen Phase zu bestimmen.

Anwendung der Lever Rule

Die Hebelregel berechnet den Anteil jeder Phase in einer Legierung und basiert auf den relativen Abständen entlang der Bindungslinie. Die Formel lautet:

Gewichtsanteil der Phase A = (Abstand von Punkt B zur Gesamtzusammensetzung) / (Abstand zwischen Phase A und Phase B)

In ähnlicher Weise wird der Anteil der Phase B durch den Abstand von der Gesamtzusammensetzung zur Phase A berechnet, geteilt durch den Gesamtabstand zwischen den Phasen.

Praktisches Beispiel

Angenommen, eine Legierung hat eine Gesamtzusammensetzung von 40% Komponente B bei einer bestimmten Temperatur. Die Verbindungslinie schneidet die flüssige Phase bei 30% B und die feste Phase bei 50% B.

Dies zeigt gleiche Mengen an flüssigen und festen Phasen bei dieser Zusammensetzung und Temperatur an.