prof. francesco iacoviello - metallurgia-difetti... · s è l’entropia del sistema (anch’essa...

Cenni di Chimica - Fisica

M t ll iMetallurgiaCenni di Chimica - Fisica

Prof. Francesco Iacoviello

Studio: piano terra Facoltà di Ingegneria, stanza 25i di i i l dOrario di ricevimento: Mercoledì 14.00-16.00

Tel.-Fax 07762993681E mail: iacoviello@unicas itE-mail: [email protected]

Sito didattico: http://webuser.unicas.it/iacoviello

Francesco Iacoviello Università di Cassino

SISTEMI CHIMICICenni di Chimica - Fisica

FASE: Regione omogenea di un sistema

SISTEMA ETEROGENEO: Sistema costituito da due o più fasi .L’attraversamento delle superfici che separano le fasi comporta una variazionediscontinua di almeno una variabile intensiva (p.e. densità, concentrazione deglielementi).)

GENERICA REAZIONE CHIMICA:

aA + bC + …… ⇔ mM + nN + ….

GENERICA REAZIONE CHIMICA:Q = calore di reazioneQp = calore di reazione a pressione costanteQ = calore di reazione a volume costanteQv = calore di reazione a volume costante

Si ricorda che:Energia libera (G)g ( )G = U + PV - TSove U è l’energia interna del sistema. Essa è una funzione di stato (dipendeunicamente dallo stato in cui il sistema si trova e non da come a tale stato si siaunicamente dallo stato in cui il sistema si trova e non da come a tale stato si siapervenuti)


ΔU = Q - L


TQ

TQS irrrev >=Δ

QSS è l’entropia del sistema (anch’essa è una funzione di stato)

Se si considera una trasformazione A → B durante il quale il sistema puòcompiere solo lavoro di tipo PV, e si definisce ΔG = GB - GASe:

TT

Se:La trasformazione procede spontaneamente ed irreversibilmente fino all’equilibrio

ΔG < 0

L t f i è ll’ ilib i ( d )ΔG 0 La trasformazione è all’equilibrio (non procede)ΔG = 0

La trasformazione non avvieneΔG > 0

Se gli scambi di lavoro sono solo quelli per variazione di volumeΔU = Qp - PΔV ⇒ ΔG = QP - TΔSp P

Se la reazione avviene fra sostanze allo stato condensato, a T non eccessiva, senzacambiamenti di stato o trasformazioni allotropicheΔG ≅ QΔG ≅ QP


Equilibrio chimico in un sistema eterogeneoL di i ti i Si id i i t t f t d d


Legge di ripartizione • Si consideri un sistema eterogeneo formato da duefasi• Il componente X è in quantità tale che, all’equilibrio,esso raggiunge le concentrazioni C1 e C2• Il componente X conserva nelle due fasi lo stessopeso molecolare

tLCC cos

2

1 == Legge di Nerst

Esempio: L = 14 (riferito al Carbonio ripartito fra il liquido verde ed il liquido giallo)Ipotesi Vol = Vol

Concentrazione

Ipotesi Vol1 = Vol2

Concentrazione Fase 1

F 2

iniziale = 0

Concentrazione i i i l 0 3

Fase 1

F 2

finale = 0,28

Concentrazione


Fase 2iniziale = 0,3(val.max = 1)

Fase 2 finale = 0,02

Regola delle fasi (Teorema di Gibbs)Cenni di Chimica - Fisica

In condizioni di equilibrio e di configurazione fisica prefissataGrado di libertà = ν = ci + m - foveci = numero dei componenti indipendentim = numero dei fattori fisicif = numero delle fasi presenti

Numero totale dellevariabili atte a caratterizzare il sistema = m + f civariabili atte a caratterizzare il sistema ci

Per ogni componente, nota la concentrazione in una fase,le lt f 1 t i i d t d li ilib i di i ti i = ci(f-1)altre f-1 concentrazioni sono date dagli equilibri di ripartizione ci(f 1)

In ogni fase la sommatoria delle fconcentrazioni deve essere 1 = f

f [ (f 1) f ] fν = m + f ci - [ci(f-1) + f ] = ci + m - f


Il principio di Le Chatelier


Se in un sistema chimico fisico qualsiasi, in condizioni di equilibrio stabile,

i f i d i f i di ilib isi fa variare uno dei fattori di equilibrio

La trasformazione che ha origine avviene in senso tale da opporsi alla variazione del fattore considerato,

CIOE’tende a spostare l’equilibrio in modo da p q

annullare la variazione imposta

Esempio: 2 CO C + CO2 162,9 kJ+_

Se P cresce a T costante Si favorisce la dissociazioneIl senso della reazione èIl senso della reazione è


Comportamento meccanico materiali

M t ll iMetallurgiaComportamento meccanico dei materiali



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INTRODUZIONE ALLA MECCANICA DEI MATERIALI


MECCANICA DEI MATERIALI

Codice di Hammurabi (2250 a.C.):“…Se un costruttore edifica una casa per un uomo senza che questa sia stabile, e lacasa che ha costruito crolla e causa la morte del proprietario della casa, che ilcostruttore sia messo a morte. Se il crollo causa la morte di un figlio delf gproprietario, che sia messo a morte un figlio del costruttore. Se distrugge unaproprietà, dovrà ricostruirla e, dato che non ha costruito la casa in manierastabile la ricostruirà a proprie spese ”stabile, la ricostruirà a proprie spese…




MECCANICA DEI MATERIALI




MECCANICA DEI MATERIALIF

F

Tensione normale σ: Forza che agisce sull’unità di superficieFσ = FS0

Deformazione unitaria ε: variazione di lunghezza rispetto alla g plunghezza iniziale

ε = L – L0LL0

Legge di Hookeggσ = Eε


Andamento tipico della curva di trazione


t i l E (GP ) R (MP ) R (MP )materiale E (GPa) Rs (MPa) Rm (MPa)

Acciai di uso generale 210 200-350 300-700

Acciai bonificati 210 360-1000 620-1300

Acciai legati per molle 210 1100 1200 1400 1500Acciai legati per molle 210 1100-1200 1400-1500

Acciai inossidabili austenitici 200 220-350 550-650

Leghe Al in getto 73-75 90-270 160-320

h Al d i 68 3 1 0 00 200 600Leghe Al da stampaggio 68-73 170-500 200-600


Andamento tipico della curva di trazione


By Prof. Roberto RobertiUniversità di Brescia


Redistribuzione delle sollecitazioni in


Redistribuzione delle sollecitazioni in presenza di una cricca

F

F

√

By Prof. Roberto RobertiUniversità di Brescia

KI = α σ √πa


Risultati prova di resilienza


Risultati prova di resilienza


Reticoli cristallini

M t ll iMetallurgiaReticoli cristallini



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STRUTTURA CRISTALLINA DEI METALLIReticoli cristallini

• Tutti i metalli, con l’eccezione del mercurio, sono allo stato solido alla temperaturaambiente• Allo stato solido, gli atomi sono disposti in modo regolare. Essi formano una strutturaordinata e ripetitiva, chiamata reticolo cristallino• In tale reticolo gli atomi sono disposti ai nodi Gli elettroni più interni restano legati ai• In tale reticolo gli atomi sono disposti ai nodi. Gli elettroni più interni restano legati ainuclei, quelli più esterni possono muoversi facilmente.• Considerazioni puramente geometriche permettono di affermare che esistono solo 14modi diversi di costruire dei reticoli nello spazio (reticoli di Bravais)


STRUTTURA CRISTALLINA DEI METALLIL i i di i i i lli i i di f i li


La sovrapposizione di piani cristallini a massima compattezza permette di formare reticolicristallini ad elevata densitàEsagonale Compatto (EC) : strato a + strato b (sferette nei vuoti dello strato a)g p ( ) ( )


STRUTTURA CRISTALLINA DEI METALLILa sovrapposizione di piani cristallini a massima compattezza permette di formare reticoli


La sovrapposizione di piani cristallini a massima compattezza permette di formare reticolicristallini ad elevata densitàCubico Facce Centrate (CFC) : strato a + strato b (sferette nei vuoti dello strato a) + strato c( f i i d ll b)(sferette nei vuoti dello strato b)



La sovrapposizione di piani cristallini a massima compattezza permette di formare reticoliLa sovrapposizione di piani cristallini a massima compattezza permette di formare reticolicristallini ad elevata densitàCubico Facce Centrate (CFC) : strato a + strato b (sferette nei vuoti dello strato a) + strato c( f i i d ll b)(sferette nei vuoti dello strato b)


STRUTTURA CRISTALLINA DEI METALLIL i i di i i i lli i id di f i li


La sovrapposizione di piani cristallini a compattezza ridotta permette di formare reticolicristallini con densità inferioreCubico Corpo Centrato (CCC)p ( )



L i i di i i i lli i id di f i liLa sovrapposizione di piani cristallini a compattezza ridotta permette di formare reticolicristallini con densità inferioreCubico Corpo Centrato (CCC)p ( )



Semplice Corpo Centrato Facce Centrate Facce CentrateReticoli di Bravais

Cubicoa1= a2 = a3

α = β = γ = 90°

Semplice Corpo Centrato Facce Centrate

Semplice Corpo Centratoα β γ 90

T l

Semplice Corpo Centrato

Ortorombico

a1 ≠ a2 ≠ a3

α= β = γ = 90°Basi Centrate

Tetragonalea1= a2 = a3

α = β = γ = 90°

α β γ 90

Esagonalea = a ≠ a

Monoclino

a1 ≠ a2 ≠ a3

Semplice Basi Centrate

a1= a2 ≠ a3α = β = 90°

γ = 120°

α = β = 90°γ ≠ 90°

Romboedricoa1= a2 = a3

β ≠ 90°

Triclino

a1 ≠ a2 ≠ a3α ≠ β ≠ γ ≠ 90°


α= β = γ ≠ 90° α ≠ β ≠ γ ≠ 90°


Fe-γ, Al, Ag, Au, Ca, CuNi, Pb, Pd, Zr

CFC

Be, Cd, Co,EC Be, Cd, Co,Mg, Ti, Zn

EC

B C F K Li MBa, Cr, Fe-α, K, Li, Mo, Na, Nb, Ta, V, W, ZrCCC


Difetti cristallini e meccanismi di deformazione

M t ll iMetallurgiaDifetti cristallini e meccanismi di deformazione



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Resistenza massima teoricaNel caso di materiale ideale, assolutamente privo di difetti, per avere la sua fratturaè necessario che lo sforzo applicato sia uguale o superiore alla tensione teorica didecoesione. Questa coincide con lo sforzo necessario a separare permanentementedecoesione. Questa coincide con lo sforzo necessario a separare permanentementedue piani atomici. a0

++++++++In prima approssimazione, è possibilecalcolare teoricamente la sollecitazione

zial

els

ione

++++++calcolare teoricamente la sollecitazionenecessaria a spostare permanentementegli atomi dalle loro posizioni di

ilib i t d t h il l

rgia

pot

enz

zion

e re

pul

Distanza, x

equilibrio tenendo conto che il lavorocompiuto deve consentire la formazionedi due nuove superfici.

W = energia per due nuove superfici = 2 γs

Per piccoli spostamenti σ= Eε = E(x/a0)

ener

attra

z

energia di legameforza

distanza di equilibrio

neσ = σc sin (2πx/λ) ≈ σc (2πx/λ) = = E(x/a ) → σ = Eλ/2πa

spostamenti ( 0) forzaa

appl

icat

are

ss. t

razi

on

Distanza x


= E(x/a0) → σc = Eλ/2πa0 λ/2forz

aco

mpr Distanza, x


Per ricavare λ, si calcola il lavoro di frattura per unità di superficie che, in primaapprossimazione, coincide con l’energia necessaria a formare due nuove superfici.

W d i (2 /λ) d∫λ/2

∫λ/2

a0

++++++++

W = σ dx = σc sin(2πx/λ) dx =∫0

∫0

[ ]λ/2

zial

els

ione

++++++= - σc λ/2π (cos(2πx/λ) =

= - σc λ/2π [cos π – cos 0] = σc λ/π

[ ]0

rgia

pot

enz

zion

e re

pul

Distanza, xσc λ/π = 2γs λ = 2γs π / σc→

ener

attra

z

energia di legameforza

distanza di equilibrio

ne

σc λ/π 2γs λ 2γs π / σc

σ = Eλ/2πa

→

forzaa

appl

icat

are

ss. t

razi

on

Distanza x

σc = Eλ/2πa0

σc = 2πa σE 2γs π √σc = a

Eγs


λ/2forz

aco

mpr Distanza, x2πa0 σc √ a0


Considerando un valore di E = 200000 MPaa0 = 3 10-10 m

1 J/ 2

√σ =Eγs

γs = 1 J/m2

200 109 Pa 1 J/m2√ 200 109 Pa N m√ ≈ 26 GP√σc = a0 = 3 10-10 m√ = 3 10-10 m3√ ≈ 26 GPa

R i t t i E/10Resistenza teorica ≈ E/10Resistenza reale ≈ E/1000



I metalli oppure le leghe presentano tutta una serie di difetti del reticoloI metalli, oppure le leghe, presentano tutta una serie di difetti del reticolo cristallino che diminuiscono fortemente la resistenza meccanica.

D f l i i i li i• Difetti puntuali: interstiziali, vacanze, atomisostituzionali

• Difetti lineari: dislocazioni

• Difetti superficiali: superficie del metallo, difetti dif p f p ,impilamento

• Difetti tridimensionali: micro e macro vuotiDifetti tridimensionali: micro e macro vuoti,inclusioni non metalliche


DIFETTI PUNTUALI


(1) Vacanza(2) A i i i l(2) Auto-interstiziale(3) Impurezza interstiziale(4 5) Impurezza sostituzionale(4, 5) Impurezza sostituzionale


DIFETTI PUNTUALI


(Vacanze ed Auto-interstiziali)

Auto-interstizialeVancanza

Siti interstiziali in

Va ca a

un reticolo CCC

Vacanza: posizione reticolare libera in quanto l’atomo è mancanteVacanza: posizione reticolare libera in quanto l atomo è mancanteInterstiziale: un atomo che occupa una posizione non coincidente con laposizione reticolare normale. Può essere dello stesso tipo della matrice (auto-interstiziale) oppure può essere una impurezza


interstiziale) oppure può essere una impurezza

DIFETTI PUNTUALI


(Vacanze ed Auto-interstiziali)Nv = Numero di vacanze in condizioni di equilibrioNs = Numero di posizioni reticolari regolariQv = Energia necessaria per formare una vacanza in un reticolo idealekB = costante di BoltzmannBT = Temperatura in Kelvin

Ad esempio, alla temperatura ambiente si hanno nel rame 1 vacanza ogni 1015 atomi,mentre in prossimità della temperatura di fusione si arriva a circa 1 vacanza ogni10000 atomi.

Gli atomi auto-interstiziali introducono una notevole distorsione del reticolo. Diconseguenza l’energia di formazione è circa tre volte più elevata rispetto a quella dellevacanze La concentrazione è quindi molto bassa (meno di un atomo autointerstiziale


vacanze. La concentrazione è quindi molto bassa (meno di un atomo autointerstizialeper cm3 alla T ambiente).

DIFETTI LINEARI


DIFETTI LINEARI

Dislocazione a spigolo Dislocazione a vite


DIFETTI LINEARI


DIFETTI LINEARI

Dislocazione a spigolo

Campo di deformazione a compressionep

Campo di

b = vettore di Burgers

deformazione a trazione

b = vettore di BurgersGli elementi di lega, grazie al campo di deformazione, tendono adiffondere verso le dislocazioni, formando una sorta di “nuvole”(atmosfere di Cottrell). Queste tendono ad ostacolare il moto


(atmosfere di Cottrell). Queste tendono ad ostacolare il motodelle dislocazioni.

DIFETTI LINEARIDifetti cristallini e meccanismi di deformazione

Simulazione di dislocazioni per 109 atomi di Cu. Per migliorare la


visualizzazione, sono mostrati solo gli atomi in prossimità del difetto


Simulazione dell’intersezione fra dislocazioni in un blocco di Cu



Le dislocazioni, se sollecitate, si muovono !!



Le dislocazioni, se sollecitate, si muovono !!

Movimento delle dislocazioni in Fe α (CCC)


Movimento delle dislocazioni in Fe α (CCC)


Evoluzione della microstruttura (microscopio ottico)

Campi di deformazione locale

Simulazione della deformazione plastica (spessore 0,2 μm)




Le dislocazioni, se sollecitate, si moltiplicano !!Meccanismo di Frank-Read


Meccanismo di Frank-Read


Le dislocazioni, se sollecitate, si moltiplicano !!Meccanismo di Frank-Read


Meccanismo di Frank-Read

Simulazione della presenza di una sorgente di Frank-Read in una foresta di dislocazioni Le interazioni elastiche tra la foresta e la dislocazione che si


dislocazioni. Le interazioni elastiche tra la foresta e la dislocazione che si muove rallenta il suo moto.


Le dislocazioni si possono annullare Le dislocazioni si possono accumulare in corrispondenza di un bordo grano


Come interagiscono le dislocazioni con i precipitati?Difetti cristallini e meccanismi di deformazione

I precipitati possono bloccare le dislocazioni, almeno temporaneamente. Possoessere superati mediante vari meccanismi, comunque incrementando la sollecitazione


Come interagiscono le dislocazioni con i precipitati?Difetti cristallini e meccanismi di deformazione

Simulazione: una sorgente di Frank-Read produce dislocazioni attraverso un metallo contenenteprecipitati indeformabili sotto forma di cubi azzurri (superabili mediante il meccanismo di Orowan).Si può notare l’accumulo intorno ai precipitati. Al suo aumentare, diminuisce lo spazio ed il

i d ll di l i i di i i di i i d l t di d i d ll


passaggio delle dislocazioni diminuisce, con una diminuzione del rateo di produzione delledislocazioni.

I bordi grano riescono a fermare almeno parzialmente le dislocazioni


I bordi grano riescono a fermare, almeno parzialmente, le dislocazioniSimulazione: Sorgenti di dislocazionipresenti nel grano inferiore (blu). Unap g ( )sollecitazione di trazione è applicata lungol’asse verticale . Le sorgenti si attivano e ledislocazioni si impilano lungo il bordograno. Quando la sollecitazione incorrispondenza dell’impilamento èraggiunge un valore critico, le dislocazionioltrepassano il bordo grano, penetrando nelgrano superiore (rosso).

D i l i i ò i i lDa questa simulazione si può intuire larelazione di Hall-Petch fra la dimensione delgrano cristallino ed il carico di snervamento.

Rs = a + b D-1/2



D t l l i l di l i i i t t li f t di di l i iDurante la loro propagazione, le dislocazioni possono incontrare ostacoli come foreste di dislocazioni,precipitati e bordi grano. Le dislocazioni sono in grado di superare questi ostacoli localizzati solo con ilcontributo della sollecitazione oppure della temperatura.

Dislocazioni con vettori di Burgersopposti che scorrono in direzioni opposte

i i ll li i ll l

Superamento di ostacoli localizzati nel Mo a 180K

su piani paralleli. Grazie alla lorointerazione di attrazione, rallentanoquando passano vicine






• Difetti superficiali: superficie del metallo, bordif p f p ,grano, difetti di impilamento




Bordi granog



Bordi granogI bordi grano sono difetti associati con un eccesso di di energia per unità di area. I grani più granditendono a crescere a spese dei grani più piccoli , con un conseguente aumento della dimensione mediaed una diminuzione dei grani per unità di volume.

Simulazione della crescita dei grani (modello bidimensionale)

Energia di bordo grano isotropa Energia di bordo grano dipendente dall’orientazione



Bordi grano

Recristallizzazione ed ingrossamento del granog g

Applicazione ApplicazioneApplicazionesollecitazione

Applicazionesollecitazione Riscaldamento



Bordi granog

Durante la deformazione si formano bordigrano irregolari e piccoli sottograni in

Dopo la deformazione, il video registra letrasformazioni subite per riscaldamentograno irregolari e piccoli sottograni in

prossimità.trasformazioni subite per riscaldamento

Un insieme di sottograni si forma


Un insieme di sottograni si formaall’interno dei grani. Si può anche osservarela migrazione dei bordi grano.


Difetti di impilamentoSi consideri un reticolo compatto. Utilizzando un modello a sfere si ottiene il risultato sottostante:

Si consideri lo strato celeste come strato base “A”Il d t t ò i i tIl secondo strato può essere posizionato con i centri in “B” oppure in “C”

Lo strato rosa viene posizionato in “B”

Il terzo strato può essere posizionato in “A” oppure in “C” Se si sceglie “A” si ottiene un reticolo EC p ppcome in figura.

Se si sceglie A si ottiene un reticolo EC.Se si sceglie “C” si otiene un reticolo CFC

Se uno strato è in parte “C” (verde) ed inparte “A” (azzurro) si verifica la situazionei fi


in figura


ABABABAB ABCABCABCABC

Esagonale compatto Cubico Facce Centrate



Il difetto di impilamento consiste nell’inserimento di un piano estraneo nella sequenza. Ad esempio, l’inserimento di un piano C in una sequenza AB:

Esempio di sequenza ideale:p qABABABABABABAB

Esempio di sequenza “difettata”:Esempio di sequenza difettata :ABABCABABAB



Inclusioni e porosità


Macroporosità


Macroporosità


Diffusione


Gli atomi si muovo all’interno di solidi mediante:- Diffusione sostituzionale- Diffusione interstiziale

P i d l t diff i ità (b di fi i lib di l i i)- Percorsi ad elevata diffusività (bordi grano, superfici libere, dislocazioni)

La diffusione è influenzata da:- Specie che diffondono e mezzo diffondentep- Temperatura - Microstruttura

Nei cristalli i principali meccanismi diffusivi sono due:Nei cristalli i principali meccanismi diffusivi sono due:- Diffusione per vacanze;- Diffusione interstiziale.

Diff sione per acan e Diff sione intersti iale


Diffusione per vacanze Diffusione interstiziale

Diffusione


A B

Simulazione della diffusione dell’elemento A in B e dell’elemento B in A in funzione del tempo, nel caso in cui siano messi a contatto ad una temperatura abbastanza elevata (comunque inferiore allacaso in cui siano messi a contatto ad una temperatura abbastanza elevata (comunque inferiore alla temperatura di fusione sia di A che di B).



Diffusione

ergi

aPer passare da una posizionereticolare ad un’altra, un atomo

Vacanza

Enenecessita dell’energia per rompere i

legami con i suoi vicini e persuperare la distorsione del reticolodurante il salto Questa energia è

Atomodurante il salto. Questa energia èdenomitata energia di attivazione edè legata alla energia termica (equindi alle vibrazioni degli atomi

Distanzaintorno alle loro posizioni diequilibrio).


Diffusione


⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ Δ−=

HDD Dexp0 ⎟⎠

⎜⎝ TR

p0

D = costante legata allaD0 = costante legata alla frequenza di salto.R = 8.314 J mol-1; T = temperatura [K]T = temperatura [K]ΔHD = entalpia di attivazione molare in J mol-11.

D = coefficiente di diffusione



E i d i i d l diff i i à i i d d b di i di l i i ( llDiffusione

Esistono dei percorsi ad elevata diffusività in corrispondenza d bordi grani, dislocazioni etc. (nellasimulazione riportata nella figura sottostante, i cerchi sono le posizioni di equilibrio degli atomi, lelinee sono le loro traiettorie).


Meccanismi di rafforzamentoDifetti cristallini e meccanismi di deformazione

I vari materiali metallici, allo stato industrialmente puro, sono caratterizzatida basse caratteristiche resistenziali. Per migliorarle, si possono utilizzare

iù d i ti i iuno, o più, dei seguenti meccanismi:• INCRUDIMENTO: Si sottopone il metallo ad una lavorazione plastica afreddo, aumentando in tal modo la densità delle dislocazioni. In tal modo ilfreddo, aumentando in tal modo la densità delle dislocazioni. In tal modo ilmoto delle dislocazioni incontra un maggiore numero di ostacoli.


Meccanismi di rafforzamentoDifetti cristallini e meccanismi di deformazione

I vari materiali metallici, allo stato industrialmente puro, sono caratterizzatida basse caratteristiche resistenziali. Per migliorarle, si possono utilizzare

iù d i ti i iuno, o più, dei seguenti meccanismi:• AFFINAMENTO DEL GRANO (mediante recristallizzazione): I bordigrano costituiscono un forte ostacolo al moto delle dislocazioni. Al diminuiregrano costituiscono un forte ostacolo al moto delle dislocazioni. Al diminuiredella dimensione media dei grani, aumenta la superficie dei bordi grano.• ALLIGAZIONE: Si immette un soluto all’interno del metallo. Gli atomiintrodotti deformano il reticolo del solvente, ostacolando il moto delledislocazioni (tale meccanismo è efficace per i reticoli CFC, mentre ha unainfluenza trascurabile per le CCC.influenza trascurabile per le CCC.



Meccanismi di rafforzamento• PARTICELLE DEFORMABILI: Si formano dei precipitati coerenti chedeformano il reticolo, lasciandosi comunque attraversare dalle dislocazioni. Sii l i d l l bili à l d limmette un elemento caratterizzato da una elevata solubilità solo ad altatemperatura, si raffredda rapidamente in modo da ottenere una soluzionemetastabile sovrassatura Quindi si rinviene la lega in modo da ottenere lametastabile sovrassatura. Quindi si rinviene la lega, in modo da ottenere laformazione di precipitati coerenti (trattamento termico di tempra di soluzione +invecchiamento caratteristico delle leghe di Al)invecchiamento, caratteristico delle leghe di Al).• PARTICELLE INDEFORMABILI: Si formano dei precipitati incoerenti chenon si lasciano attraversare dalle dislocazioni. Queste, sotto sollecitazioneQ ,meccanica, sono costrette ad inflettersi tra una particella e l’altra.

Precipitato coerente Precipitato incoerente



Rafforzamento per particelle indeformabiliff p p f

La maggior parte dei precipitati negli acciai èrelativamente grande (se comparati ad esempiorelativamente grande (se comparati ad esempiocon le zone GP nelle leghe di Al) e resistente. Ledislocazioni piuttosto che attraversarli, passerannooltre secondo il meccanismo di Orowan.L’efficacia di tali precipitati dipende dalla lorocomposizione, dimensione, frazione volumetrica edistribuzione.


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