1
2109
101 ���
��������
�� �
������
�����
2
�����
�������
���+
�����
�(+
������
�)
Bas
e M
etal
+ A
lloyi
ng E
lem
ents
(+
Impu
ritie
s)
���� ��
�����
�=
Fe
+ C
+ M
n+
Si+
P +
S
�����
�� !�
����
= A
l + S
i+ M
g +
Cu
+ F
e
�����
���" ��
��
= F
e +
Cr
+ N
i + C
; Cr
> 1
3%
3
�����
�������
� �#���
��$���
���
�%� &!�
– ��!�
�&�"%
�#��������
��'���
' ��()�
������
�$ �
���*,
+����� !���
��
��$���
��!,
-�%� &!�
��.�,���#+�/
��� 0 �%� &!�
4
�$$��
����
����
�$$
- ���
���
�����
�/�� ,!�����1&��
"�� &
'�����
(+�
����
, ��.�,��)
��+2% ���
$ (
Com
pone
nt)-���
���
�-1)�3�
� &�%
���
$�%4� �$$
���
(Pha
se)-
Hom
ogen
ous
Dis
tinct
P
ortio
n ��
� �$
$
5
����!
���)#
+ A
lcoh
ol
�)#
+ % �
�
�)#
+ P
heno
l
(�)#)
(Phe
nol)
�)#
Phe
nol
6
+��
�� 5��� ���!
�������
�����
(25º
C) �������
�������
�������� ���
68% ��
�������
��
�����
�������8
0g ���
����20
g = 8
0%�������
�������� !��
����"
#��$�
$��68%
�������
+ ������������
�!� ($� %$& )
�'�(%
��# ��
������ !��
���g %
�����
!�����������g
? "���#�
����'
!��) �
�)� �'
?
7
����!
�� ������
Cu
+ N
i
Bi +
Cd
Cu
+ A
g
Al +
Si
(Cu)
+(A
g)(A
l) +
Si
8
���������
����
�������
�� ��������'��
-�����
9
���������
����$
����*
(Pur
e M
etal
) ����)���/ �%
��� 0
(�����
� ��$�����
� 51�
�%4�+�
�����)
� ���!��
�����
(Li
quid
Sol
utio
n)
� ���!��
�'���
(Sol
id S
olut
ion)
'$$'� �
(In
ters
titia
l Sol
id S
olut
ion)
'$$'��� & (
Sub
stitu
tiona
lSol
id S
olut
ion)
10
���������
� ���!��
�'���
'$$'� �
(In
ters
titia
l Sol
id S
olut
ion)
'$$'��� & (
Sub
stitu
tiona
lSol
id S
olut
ion)
11
���������
� %
���
$������
�, � % ���
$
����
Fe 3
C, C
uAl 2
, AgC
d
�6�� !
����
!��/���
7.2���
7 �
� ��
�� �
,�,�
,� �%4����
Ag
Cd
(Ag)
(Cd)
AgC
d(�)
, Ag 5
Cd 8
(�),
AgC
d 3(�
)
100%
Ag
0%A
g0%
Cd
100%
Cd
12
���'% �
�� �$$
"��'�� +�
����
, ��.�,�� '��
����
�����
� �$$
������
���
� �$
$ �$
���!�
������
��!%
�.
���'������+2% ���
$
Fe-
1.0%
C, A
l-7.0
wt%
Si
13
�$$��(&���+2% ���
$(O
ne-c
ompo
nent
Sys
tem
)�)#
14
�$$��(&���+2% ���
$(O
ne-c
ompo
nent
Sys
tem
)�����
15
�$$��
���+2% ���
$(B
inar
y S
yste
m)
��!�
�&�"%
���
����
����
��6� &+�
����
+�� &
���'% +
1� ��.
�,�� '�����
���
���
���+2
% ���
$����+2% ���
$��(&�
A+
B
$��
������
��%4�
%B
16
���"
���'
� �
�����
����1)��� !
������+2%
���
$ (�.!.
Cu-
Ni)
17
•R
ule
1:If
we
know
T a
nd C
o, th
en w
e kn
ow:
--the
# a
nd ty
pes
of p
hase
s pr
esen
t.
•E
xam
ples
:A
(110
0�C
,60%
Ni):
1 ph
ase:
�B
(125
0�C
,35%
Ni):
2ph
ases
: L+�
Cu-
Ni
phas
edi
agra
m
Ada
pted
from
Fig
. 9.2
(a),
Cal
liste
r6e.
(Fig
. 9.2
(a) i
s ad
apte
d fro
m P
hase
D
iagr
ams
of B
inar
y N
icke
l Allo
ys, P
. Nas
h (E
d.),
AS
M In
tern
atio
nal,
Mat
eria
ls P
ark,
O
H, 1
991)
.
6#���
'����
�������
18
•R
ule
2:If
we
know
T a
nd C
o, th
en w
e kn
ow:
--th
e co
mpo
sitio
n of
eac
h ph
ase.
•E
xam
ples
:
wt%
Ni
20
120
0
130
0
T(°C
)
L (li
quid
)
��
(sol
id)
L + �
liqui
dus
solid
us
3040
50
T AA D
T DT BB
tie li
ne L + �
4335
32C
oC
LC�
Cu-
Ni
syst
em
At T
A:
Onl
y Li
quid
(L)
CL
= C
o ( =
35w
t% N
i)
At T
B:
B
oth �
and
L
CL
= C
liqui
dus
( =
32w
t% N
i her
e)
C�
= C
solid
us (
= 4
3wt%
Ni h
ere)
At T
D:
Onl
y So
lid (�
) C�
= C
o ( =
35w
t% N
i)
Co
= 35
wt%
Ni
Ada
pted
from
Fig
. 9.2
(b),
Cal
liste
r6e.
(Fig
. 9.2
(b) i
s ad
apte
d fro
m P
hase
Dia
gram
s of
Bi
nary
Nic
kel A
lloys
, P. N
ash
(Ed.
), A
SM
In
tern
atio
nal,
Mat
eria
ls P
ark,
OH
, 199
1.)
������
���
�����
&% �8
19
•R
ule
3:If
we
know
T a
nd C
o, th
en w
e kn
ow:
--the
am
ount
of e
ach
phas
e.
•E
xam
ples
:
wt%
Ni
20
120
0
130
0
T(°C
)
L (li
quid
)
��
(sol
id)
L + �
liqui
dus
solid
us
3040
50
T AA D
T DT BB
tie li
ne L + �
4335
32C
oC
LC�
Cu-
Ni
syst
em
At T
A:
Onl
y Li
quid
(L)
CL
= C
o ( =
35w
t% N
i)
At T
B:
B
oth �
and
L
CL
= C
liqui
dus
( =
32w
t% N
i her
e)
C�
= C
solid
us (
= 4
3wt%
Ni h
ere)
At T
D:
Onl
y So
lid (�
) C�
= C
o ( =
35w
t% N
i)
Co
= 35
wt%
Ni
Ada
pted
from
Fig
. 9.2
(b),
Cal
liste
r6e.
(Fig
. 9.2
(b) i
s ad
apte
d fro
m P
hase
Dia
gram
s of
Bi
nary
Nic
kel A
lloys
, P. N
ash
(Ed.
), A
SM
In
tern
atio
nal,
Mat
eria
ls P
ark,
OH
, 199
1.)
% �
.��
�����
&% �8
=100
%Li
quid
=100
%So
lid
=?%
Solid
+ ?
%Li
quid
20
Leve
r ar
m’s
Rul
e
Phas
e I
Phas
e II
� I� II
WI
WII
Fulc
rum
WI� I
= W
II�II
21
1
1
SRR
WWRR
SWW
WRS
WWRS
WWS
WR
WW
WW
LLLLL
�
�
�
�
�
�
�
�
�
��
�
�
L
L
CC
SR
CC
SC
CR
�
��
�
�
�0
0
22
If le
t W=1
, the
n, W
�=R
/(R+S
), W
L=S/
(R+S
)
�'!�
��*�$� ��
�#��
'���
= 68%
�����������
�'!�
��*�$� %$& ��'���
= 32%
�����������
23
Dev
elop
men
t of M
icro
stru
ctur
e
24
�����
��!�����
������+2% ���
$
26
�����
��!�����
������+2% ���
$B
: max
. sol
ubili
ty o
f Ag
in C
u
G: m
ax. s
olub
ility
of C
u in
Ag
E: m
in. m
eltin
g T
empe
ratu
re=
Eut
ectic
Eut
ectic
T.
Eut
ectic
C.
27
L + �
200T(
°C)
Co,
wt%
Sn
2040
0
300
100
L
��
60
L: C
owt%
Sn
� +
�
T E
�: 1
8.3w
t%Sn
�
080
100
L + �
CE
18.3
97.8
61.9
183°
C
�: 9
7.8w
t%Sn
160�m
Mic
rogr
aph
of P
b-Sn
eu
tect
ic
mic
rost
ruct
ure
•C
o=
CE
•R
esul
t:E
utec
tic m
icro
stru
ctur
e--
alte
rnat
ing
laye
rs o
f �an
d �
crys
tals
.
Pb-
Sn
syst
em
Ada
pted
from
Fig
. 9.1
1,
Cal
liste
r6e.
Ada
pted
from
Fig
. 9.1
2, C
allis
ter6
e.(F
ig. 9
.12
from
Met
als
Han
dboo
k, V
ol. 9
, 9t
h ed
., M
etal
logr
aphy
and
Mic
rost
ruct
ures
, Am
eric
an S
ocie
ty fo
r M
etal
s, M
ater
ials
Par
k, O
H, 1
985.
)
MIC
RO
ST
RU
CT
UR
ES
IN E
UT
EC
TIC
SY
ST
EM
S-I
Eute
ctic
"!�L
S
1+S 2
��&� '���
28
L + �
200
T(°C
)
Co,
wt%
Sn
10
2
200 Co
300
100
L
��
30
L: C
owt%
Sn �L
�:
Cow
t%Sn �
+ �
400
(roo
m T
solu
bilit
y lim
it)
T E(P
b-Sn
Sy
stem
)
•C
o<
2wt%
Sn
•R
esul
t:--
poly
crys
talo
f �gr
ains
.
Ada
pted
from
Fig
. 9.9
, C
allis
ter6
e.
MIC
RO
ST
RU
CT
UR
ES
IN E
UT
EC
TIC
SY
ST
EM
S-I
I
29
•2w
t%S
n<
Co
< 18
.3w
t%S
n•
Res
ult:
--�
poly
crys
talw
ith fi
ne�
crys
tals
.
E
� :C
owt%
Sn
L+ �
200T(
°C)
Co,
wt%
Sn
10
18.320
0C
o
300
100
L
�
30
L: C
owt%
Sn
�+ �
400
(sol
. lim
it at
T)
T E
2(s
ol. l
imit
at T
room
)
L �
� �
Pb-
Sn
syst
em
Ada
pted
from
Fig
. 9.1
0,
Cal
liste
r6e.
MIC
RO
ST
RU
CT
UR
ES
IN E
UT
EC
TIC
SY
ST
EM
S-I
II
30
L+ �
200T(
°C)
Co,
wt%
Sn
2040
0
300
100
L
�
60
L: C
owt%
Sn
�+ �
T E
�
080
100
L+ �
Co
18.3
61.9
L �
L�
prim
ary �
97.8
SS
R R
eute
ctic
�eu
tect
ic �
Pb-
Sn
syst
em•18
.3w
t%S
n<
Co
< 61
.9w
t%S
n•
Res
ult:�
crys
tals
and
a e
utec
tic m
icro
stru
ctur
e
Ada
pted
from
Fig
. 9.1
4,
Cal
liste
r6e.
MIC
RO
ST
RU
CT
UR
ES
IN E
UT
EC
TIC
SY
ST
EM
S-I
V
���1�
T E�����
��!=
L+�
���T
E�����
��!= �
+�
31
MIC
RO
ST
RU
CT
UR
ES
IN E
UT
EC
TIC
SY
ST
EM
S-I
V
�.! �+ ��
��6��,+
Pb-
50%
Sn� �
prim
ary
crys
tal +
Eut
ectic
Str
uctu
re
32
�$$�����
�� !�
-9�+
��
Hyp
oeut
ectic
Hyp
ereu
tect
ic33
�$$� &� � %
���
$
(Int
erm
edia
te P
hase
) ��'('����
Mg 2
Si��
��(+�
$� ��
�#����'
= cong
ruen
t ph
ase
trans
form
atio
n
34
� '
%�����'
$$�-�
��+�
+(P
erite
ctic
Pha
se T
rans
form
atio
n)
��'('����
Au 2
Bi
�)��
��(+�
$� ��
�#����'
= inco
ngru
ent
phas
e tra
nsfo
rmat
ion
Perit
ectic
"!�L+
S 1
S 2��&� '���
35
� '
%�����'
$$�-�
��+�
+(P
erite
ctic
Pha
se T
rans
form
atio
n)
�(0.
09%
C) +
L(0
.53%
C)
�(
0.17
%C
)
'���
���&�-"�',���
�'!����
����� ���-. ��
�&����� (
Stee
l)
Fe%
C �
36
� '
%������
&��.�,��+�� &'$$��� 0
Perit
ectic
"!�L+
S 1
S 2��&� '���
Eute
ctic
"!�L
S
1+S 2
��&� '���
Perit
ecto
id"!�
S 1+S
2S 3
��&� '���
Eute
ctoi
d "!�
S 1S 2
+S3
��&� '���
37
� '
%������
&��.�,��+�� &'$$��� 0
Perit
ectic
: �+
L
�
38
� '
%������
&��.�,��+�� &'$$��� 0
Eute
ctic
: L
�+ �
39
� '
%������
&��.�,��+�� &'$$��� 0
Perit
ecto
id: �
+ �
�
40
� '
%������
&��.�,��+�� &'$$��� 0
Eute
ctoi
d: �
�+ �
41
Fe-
Fe 3
C P
hase
Dia
gram
Fe3C
42
Fe-
Fe 3
C P
hase
Dia
gram
%C
43
���"
���'
� ������
-�����
+ 2"$�2
����
&% �8
"��'��
�����
���
2" �2
(Fer
rite)
� 1�
� �%
4�� ���!��
�'��� ����������
��/ �%
� ��$+ 2$
�������
������
"��2(
Aus
teni
te) � 1�
�����
� �%4�
� ���!��
�'��� ��
��������
��/ �%
� ��$+ 2$
�������
���
2" �2���
�� (
Del
ta F
errit
e) � 1�
�����
� �%4�� ���!��
�'��� ��
��������
� ��$
+ 2$
��(����
��������
�%4�� ���!��
�'���%
��,�'� �
)9 ���"�
�2(C
emen
tite)
+1� �����
+ 2"$�2
Fe 3
C
44
%8�
!��
�����
-�����
+ 2"$�2
Per
itect
icL
+ ���
Eut
ectic
L ��
+ F
e 3C
Eut
ecto
id���
+ F
e 3C
� '
%������
&�#+�/
�����
�����
���
9(&�+1� �����
� &� + 2$
��"�
����
2%
45
���&��
����)#�
������
����,
46
�+ ��
��'$$
�- 2�"��2
(Pea
rlite
)= '5$
������
2" �2�
�$9 ���"�
�2���$
���
�+ ��
��6��,+��
������
���!�����
�!�2
47
�����
���":�%!�����
�!�2
48
�+ ��
��6�% ���
$���!
���
2" �2%
3�,�� ��$
�- 2�"��2
(Pea
rlite
)
�+ ��
��6��,+��
������
���":�%!�����
�!�2
49
�+ ��
��6�% ���
$���!
���
2" �2%
3�,�� ��$
�- 2�"��2
(Pea
rlite
)(��/-)��0������ 0���''1�,%
� )
(��/-)��0������ 0���''1�,�
���&��'��
)
50
���&������2�(�
',����
����,
51
�+ ��
��6��,+��
������
���":�%�
2!�����
�!�2
�+ ��
��6�% ���
$���!
9 ���"�
�2%3�
,�� ��$
�- 2�"��2
(Pea
rlite
)
52
�+ ��
��6��,+��
������
���":�%�
2!�����
�!�2
53
� �%�+ ��
��6��,+��
������
���
0.76
%C
Eute
ctoi
dH
ypoe
utec
toid
Hyp
ereu
tect
oid