Binaire fasediagrammen zijn essentiële hulpmiddelen in legeringsontwerp, helpen om de relaties tussen verschillende fasen bij verschillende samenstellingen en temperaturen te begrijpen. Het berekenen van stropdaslijnen en het toepassen van hefboomregels zijn fundamentele stappen in het analyseren van deze diagrammen om fasesamenstellingen en verhoudingen te bepalen.

Begrijpen van stropdaslijnen

De lijnen zijn rechte lijnen die over een binair fasediagram worden getrokken bij een specifieke temperatuur. Ze verbinden de samenstellingen van naast elkaar staande fasen in evenwicht. De eindpunten van een stropdaslijn geven de samenstellingen aan van de vloeibare en vaste fasen die bij die temperatuur aanwezig zijn.

Berekenen van fasesamenstellingen

Om de fasesamenstellingen te vinden, trek je een horizontale stropdaslijn bij de temperatuur van de interesse. De punten waar de stropdaslijn de fasegrenzen snijdt geven de samenstellingen van de fasen. Deze punten worden gebruikt om de relatieve hoeveelheden van elke aanwezige fase te bepalen.

Toepassing van de regel van de bijlen

De regel van de hendel berekent het aandeel van elke fase in een legering. Het is gebaseerd op de relatieve afstanden langs de stropdaslijn. De formule is:

Gewichtsfractie van fase A = (Afstand van punt B tot de totale samenstelling) / (Afstand tussen fase A en fase B)

De fractie van fase B wordt eveneens berekend door de afstand van de totale samenstelling tot fase A, gedeeld door de totale afstand tussen de fasen.

Praktisch voorbeeld

Stel dat een legering een totale samenstelling heeft van 40% component B bij een bepaalde temperatuur. De stropdaslijn snijdt de vloeibare fase door bij 30% B en de vaste fase bij 50% B. Met behulp van de hendelregel:

  • Fraction of liquid = (50 - 40) / (50 - 30) = 10 / 20 = 0,5
  • Fraction of solid = (40 - 30) / (50 - 30) = 10 / 20 = 0,5

Dit geeft gelijke hoeveelheden vloeistof en vaste fasen aan bij deze samenstelling en temperatuur.