Sulamisen ja jähmettymisen tarkastelu faasipiirroksia hyödyntäen

Samankaltaiset tiedostot
Korkealämpötilakemia

Korkealämpötilakemia

Faasipiirrokset, osa 3 Ternääristen ja monikomponenttipiirrosten tulkinta

Faasipiirrokset, osa 1: Laatiminen sekä 1-komponenttipiirrosten tulkinta

Faasipiirrokset, osa 2 Binääristen piirrosten tulkinta

Faasialueiden nimeäminen/tunnistaminen (eutek1sessa) tasapainopiirroksessa yleises1

Dislokaatiot - pikauusinta

Rauta-hiili tasapainopiirros

Ellinghamin diagrammit

Tärkeitä tasapainopisteitä

Korkealämpötilakemia

Chem-C2400 Luento 3: Faasidiagrammit Ville Jokinen

Korkealämpötilakemia

Termodynaamisten tasapainotarkastelujen tulokset esitetään usein kuvaajina, joissa:

Metallit

KJR-C2004 materiaalitekniikka. Harjoituskierros 3

3. Piirrä kaksi tasoa siten, että ne jakavat avaruuden neljään osaan.

KEMA KEMIALLINEN TASAPAINO ATKINS LUKU 7

Rak Betonitekniikka 2 Harjoitus Rakennussementit, klinkkerimineraalikoostumus ja lämmönkehitys

ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA!

Kenguru 2006 sivu 1 Benjamin 6. ja 7. luokka ratkaisut

Virtaus pohja- ja pintaveden välillä. määritysmenetelmiä ja vaikutuksia harjualueiden vesistöihin

Kertausluennot: Mahdollisuus pisteiden korotukseen ja rästisuorituksiin Keskiviikko klo 8-10

MAA10 HARJOITUSTEHTÄVIÄ

Kuonien rakenne ja tehtävät

Kuonanmuodostus ja faasipiirrosten hyödyntäminen kuonatarkasteluissa

Tässä luvussa keskitytään faasimuutosten termodynaamiseen kuvaukseen

CHEM-C2400 MATERIAALIT SIDOKSESTA RAKENTEESEEN (5 op) Laskuharjoitus 1

Rautapelletin ominaisuudet masuunia jäljittelevissä olosuhteissa Selvitys pelkistyvyydestä, turpoamisesta ja pehmenemisestä

Korkealämpötilakemia

SEITSEMÄS VAALIKAUSI ( ) SYYSKUU 2009 PARLAMENTTIEN VÄLISISTÄ SUHTEISTA VASTAAVIEN VALTUUSKUNTIEN JÄRJESTÄYTYMISKOKOUKSET 1

Aluksi Kahden muuttujan lineaarinen epäyhtälö

Taulukkolaskenta II. Taulukkolaskennan edistyneempiä piirteitä

Standarditilat. Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa Syksy 2016 Teema 2 - Luento 2. Tutustua standarditiloihin

Binäärinen tasapaino, ei täyttä liukoisuutta

Piikarbidi, jalokorundi ja tavallinen korundi

Asenna myös mikroskopian lisäpala (MBF ImageJ for Microscopy Collection by Tony Collins)

PHYS-C0220 Termodynamiikka ja statistinen fysiikka Kevät 2016

Harjoitus 8. Symbol Builder

MAANKÄYTTÖSOPIMUS JA KIINTEISTÖKAUPAN ESISOPIMUS

30 + x ,5x = 2,5 + x 0,5x = 12,5 x = ,5a + 27,5b = 1,00 55 = 55. 2,5a + (30 2,5)b (27,5a + 27,5b) =

Johdatus diskreettiin matematiikkaan Harjoitus 7,

Kon Teräkset Viikkoharjoitus 1. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikka

matsku 5 Mittaaminen ja sanalliset tehtävät Tanja Manner-Raappana Nina Ågren OPETUSHALLITUS

c) Nimeä kaksi alkuainetta, jotka kuuluvat jaksollisessa järjestelmässä samaan ryhmään kalsiumin kanssa.

Taustaa KY:n nykyisestä toiminnasta KY:n strategia

AIKUISTEN AVOMUOTOISEN MIELENTERVEYSKUNTOUTUKSEN KEHITTÄMISHANKE (AMI)

Kuntosaliharjoittelun kesto tunteina Kokonaishyöty Rajahyöty

Avaruus eli stereoisomeria

MINERAALI- TUOTTEET Kierrätys ja Mineraalituotteet

Korkealämpötilakemia

Esitiedot. Valuraudat. Esitiedot. Esitiedot

Suomen Lions-liitto ry

Korkealämpötilakemia

MAATALOUS-METSÄTIETEELLISEN TIEDEKUNNAN VALINTAKOE 2013

Asiakaspalvelun uusi toimintamalli autetaan asiakasta digitaalisten palveluiden käytössä (AUTA)

Lisää segmenttipuusta

94 LAATUA KÄYTÄNNÖN VALMENNUKSEEN

Liukeneminen

Työtapaturman ilmoittaminen 2016-> Uusi sähköinen lomake, täyttäminen esimies ja palkkahallinto

Sään ennustamisesta ja ennusteiden epävarmuuksista. Ennuste kesälle Anssi Vähämäki Ryhmäpäällikkö Sääpalvelut Ilmatieteen laitos

KiVa Koulu henkilökunnan tilannekartoituskysely 2016 sivu 1/14. KiVa Koulu henkilökunnan tilannekartoituskysely 2016 sivu 2/14

Sähkökemialliset tarkastelut HSC:llä

Alieutektoidisen teräksen normalisointi

Asenna myös mikroskopian lisäpala (MBF ImageJ for Microscopy Collection by Tony Collins)

Kellogg-diagrammit. Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa Syksy 2012 Teema 1 - Luento 1

Taloustieteen perusteet 31A Mallivastaukset 3, viikko 4

Johdanto laskennalliseen termodynamiikkaan ja mikroluokkaharjoituksiin

PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016

c) Määritä paraabelin yhtälö, kun tiedetään, että sen huippu on y-akselilla korkeudella 6 ja sen nollakohdat ovat x-akselin kohdissa x=-2 ja x=2.

MT Erikoismateriaalit tuotantoprosesseissa (3 op)

Radioaktiivinen hajoaminen

GREMMLER 1403 Tiivistysepoksi

Valuuttamääräiset maksut RM-järjestelmässä Toimitusjohtajan päätös RM-järjestelmän liikkeeseenlaskijoille RM-järjestelmän tilinhoitajille

SIS. Vinkkejä Ampèren lain käyttöön laskettaessa magneettikenttiä:

Faasi: Aineen tila, jonka kemiallinen koostumus ja fysikaalinen ominaisuudet ovat homogeeniset koko näytteessä. P = näytteen faasien lukumäärä.

MS-A Matriisilaskenta Laskuharjoitus 3

lähteitä, mitä kirjoittaja on käyttänyt. Ja meille on helpompi nähdä ne, kun me jatkossa tutkimme evankeliumeja.

Tutkielman teko: kirjallisuus ja rajaus

pkisasiassa on mustaliusketta. Tassa on kolme erillista vyohyketta Oku-jakson kiviii: 1 talkkiliuske-, 1 karsi- ja 1 karbonaatti-karsivyohyke.

Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta

PÄIHDEHAASTATTELU osio 2 - Päihdekartoitus

Työtapaturman ilmoittaminen 2016-> If Login ja vahinkolomake

Metallurgian perusteita

BÖHLER M390 MICROCLEAN kemiallinen koostumus ja vastaavat normit.

Esitelmä saattohoidosta

Tekijät: Hellevi Kupila, Katja Leinonen, Tuomo Talala, Hanna Tuhkanen, Pekka Vaaraniemi

1. a. Ratkaise yhtälö 8 x 5 4 x + 2 x+2 = 0 b. Määrää joku toisen asteen epäyhtälö, jonka ratkaisu on 2 x 1.

Lapin alueen yritysten uudet teräsmateriaalit Raimo Ruoppa

Konvertteriprosessien ilmiöpohjainen mallinnus Tutkijaseminaari , Oulu

Tutkimuksen projektisointi ja ajankäyttö. Jouni Lauronen

Kuonien kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet

Kokillivalu (Permanent mold casting) Jotain valimistusmenetelmiä. Painevalu (Diecasting) Painevalu

Esimerkki 8. Ratkaise lineaarinen yhtälöryhmä. 3x + 5y = 22 3x + 4y = 4 4x 8y = r 1 + r r 3 4r 1. LM1, Kesä /68

Cerablast. -Puhallusaineita lasista, keramiikasta ja korundista-

SAITA OY:N OSAKASSOPIMUS. 1. Sopijaosapuolet. Tämän sopimuksen osapuolina ovat:

Jotain valimistusmenetelmiä

Vaikeasti vammaisen lapsen vanhempana ajatuksia elvytyksestä ja tehohoidosta.

Mittariohje Semel TM6000

Molemmille yhteistä asiaa tulee kerralla enemmän opeteltavaa on huomattavasti enemmän kuin englannissa

Transkriptio:

Sulamisen ja jähmettymisen tarkastelu faasipiirroksia hyödyntäen Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa Syksy 2015 Teema 1 - Luento 6 Tavoite Oppia muutamien esimerkkien avulla tarkastelemaan monikomponenttisysteemien sulamista ja jähmettymistä tasapainopiirroksia hyödyntäen 1

Binäärisysteemi: Aukoton liukoisuus Millä lämpötilavälillä sulaminen tapahtuu? Faasien osuudet ja koostumukset puuroaluella? 30% FeO & 70% MgO 50% FeO & 50% MgO Binäärisysteemi: Aukoton liukoisuus Materiaali on täysin sulanut Millä lämpötilavälillä sulaminen tapahtuu? Faasien osuudet ja koostumukset puuroaluella? 30% FeO & 70% MgO 50% FeO & 50% MgO 2-faasialueella sulan koostumus Sulaminen päättyy seuraa likvidusta 2-faasialueella Sulaminen alkaa 2-faasialueella kiinteän faasin koostumus seuraa solidusta 1. sulapisaran koostumus Viimeisenä sulavan kiinteän faasin koostumus 2

Binäärisysteemi: Aukoton liukoisuus Faasien osuudet 2-faasialueella määritetään vipusäännön avulla Sulan osuus = (83-70)/(83-52) = 0,42 (42%) Kiinteä osuus = (70-52)/(83-52) = 0,58 (58%) Millä lämpötilavälillä sulaminen tapahtuu? Faasien osuudet ja koostumukset puuroaluella? Sulaminen alkaa 30% FeO & 70% MgO 50% FeO & 50% MgO 1. sulapisaran koostumus Viimeisenä sulavan kiinteän faasin koostumus Binäärisysteemi: Aukoton liukoisuus Millä lämpötilavälillä jähmettyminen tapahtuu? Mitkä ovat faasien osuudet ja koostumukset kaksifaasialuella? Cr 2 O 3 = 40% Cr 2 O 3 = 80% 3

Binäärisysteemi: Eutektinen tasapaino & Välifaasi Mitä faasimuutoksia tapahtuu ja missä lämpötiloissa? Faasien osuudet ja koostumukset 2- faasialueilla? 28% MgO 20% MgO Binäärisysteemi: Välifaasi sekä eutekt./monotekt. tasap. Missä lämpötilassa jähmettyminen alkaa ja päättyy? Faasimuutokset? Faasien osuudet ja koostumukset kaksifaasialueilla? SiO 2 = 10 %, 28 %, 38 % 4

Binäärisysteemi: Useita välifaaseja, eril. tasapainoja Missä lämpötilassa jähmettyminen alkaa ja päättyy? Faasimuutokset? Faasien osuudet ja koostumukset kaksifaasialueilla? Sn = 10 %, 20 %, 30 %, 40 % Ternäärisysteemit: Jähmettyminen Tarkastellaan sulan jähmettymistä kolmen komponentin systeemissä. Miten jähmettyminen etenee sulalle, jonka koostumus ennen jähmettymisen alkua on: MnO: 56 % SiO 2 : 9 % Al 2 O 3 : 35 % 5

Ternäärisysteemit: Jähmettyminen Etsitään sulaa vastaava koostumuspiste kuvaajasta. SiO 2 : 9 % Ternäärisysteemit: Jähmettyminen Koostumus sijaitsee korundin (corundum, Al 2 O 3 ) primäärifaasikentässä. Ensimmäinen jähmettyvä faasi on siis Al 2 O 3. Jäljelle jäävä köyhtyy Al 2 O 3 :n suhteen ja rikastuu MnO:n ja SiO 2 :n suhteen. suhteen, kunnes tullaan primäärifaasikenttien rajalle. 6

Ternäärisysteemit: Jähmettyminen Tästä eteenpäin jähmettyy kahta kiinteää faasia: - korundia (Al 2 O 3 ) - galaksiittia (MnO Al 2 O 3 ) Jäljelle jäävän sulan koostumus seuraa peritektistä laaksoa, kunnes tullaan pisteeseen A. A, minkä jälkeen galaksiitti on ainoa jähmettyvä faasi. A Ternäärisysteemit: Jähmettyminen Jäljelle jäävän sulan koostumus siirtyy poispäin galaksiitin koostumuksesta. koostumuksesta, kunnes tullaan taas primäärifaasikenttien rajalle. Tämän jälkeen jähmettyvät galaksiitti ja MnO. Jäljelle jäävän sulan koostumus seuraa eutektista laaksoa. 7

Ternäärisysteemit: Jähmettyminen Ternäärinen eutektinen piste kertoo viimeisenä jähmettyvän sulapisaran koostumuksen. Tämä piste rajoittuu MnO:n, galaksiitin ja spessartiitin primäärifaasikenttiin, joten nämä kolme mineraalia ovat tasapainossa keskenään, kun viimeinen sulapisara jähmettyy. (vrt. yhteensopivuuskolmiot) Ternäärisysteemit: Jähmettyminen Tarkastele sulan jähmettymistä kolmen komponentin systeemissä. Miten jähmettyminen etenee sulille, joiden koostumukset ennen jähmettymisen alkua on merkitty faasipiirrokseen punaisilla ympyröillä? 8

Ternäärisysteemit: Sulaminen Ternääriset kuvaajat yleensä piirretty siten, etteivät solidus-käyrät ole näkyvissä Yhteensopivuuskolmioista voidaan kuitenkin lukea ensimmäisen sulan muodostuessa läsnä olevat kiinteät faasit Ensimmäisen sulan koostumus saadaan pisteestä, jossa kolmion kärjissä olevien komponenttien primäärifaasikentät yhdistyvät Ternäärisysteemit Koostumuspiste Yhteensopivuuskolmio Kolmion komponenttien primäärifaasikentät Ensimmäinen sula 9

Ternäärisysteemit: Systeemeissä, joissa kiinteässä tilassa esiintyy liukoisuutta, ei välifaaseilla ole yksittäisiä koostumuspisteitä, joiden kautta muodostaa yhteensopivuuskolmioita Sulamisen tarkasteluun sovellettava binäärikuvia Ternäärisysteemit: 10

Ternäärisysteemit: Ternäärisysteemit: 11

Ternäärisysteemit: Ternäärisysteemit: Binäärikuvaajatarkastelujen pohjalta saatiin jonkinlainen arvio ensimmäisen sulan koostumuksesta, mutta tarkempaa määritystä varten tarvittaisiin tietoa ternäärisysteemin soliduskäyristä 12

Ternäärisysteemit: Jos käytössä on termodyn. laskentaohjelmistoja, niin alkusulan koostumuksen voi tietysti laskea Vihreä piste on laskettu FactSage-ohjelmistolla (alkukoost.: 11 % Cr 2 O 3, 15 % Al 2 O 3 ja 73 % MgO) Tasapainopiirrosta ei tarvita kuin sulakoostumuksen havainnollistamiseen Ternäärisysteemit: Sulaminen alkaa 13

Ternäärisysteemit: Alkusulan koostumus Piirrä Alkemaden viivat Mitkä ovat merkittyjä koostumuspisteitä vastaavat yhteensopivuuskolmiot? Mitkä ovat kolmion kärkiä vastaavien komponenttien primäärifaasikentät? Mikä on ensimmäisen sulan koostumus? Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2011 14