Zustandsdiagramme und Hebelgesetz

Eine Cu-Ni-Legierung wird wie beim realen Gießen schnell abgekühlt und erstarrt. Welche Aussage über die Zusammensetzung im Kern der Dendriten trifft zu?

  1. ASie ist Ni-reicher als die mittlere Zusammensetzung der Legierung
  2. BSie ist Cu-reicher als die mittlere Zusammensetzung, nach außen hin wird es Ni-reicher
  3. CDa die Diffusion im Festkörper schnell genug ist, entspricht sie stets der mittleren Zusammensetzung
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Lösung: A. Sie ist Ni-reicher als die mittlere Zusammensetzung der Legierung

Die zu Beginn der Erstarrung ausgeschiedene feste Phase hat die Zusammensetzung des Konodenendes auf der Hochtemperaturseite und ist daher Ni-reich. Bei schneller Abkühlung kommt die Diffusion im Festkörper nicht nach; nach außen hin lagern sich die später erstarrenden, Cu-reicheren Schichten an, und es bleibt eine Seigerung zurück, bei der sich die Zusammensetzung vom Dendritenkern nach außen ändert (Kristallseigerung, Zonenmischkristalle). Der Kern ist daher Ni-reicher als die mittlere Zusammensetzung. Die Diffusion im Festkörper ist viel langsamer als in der Schmelze, sodass sich nicht unbedingt die Gleichgewichtszusammensetzung einstellt. Die zuletzt erstarrten Bereiche haben einen niedrigeren Schmelzpunkt und können beim Wiedererwärmen örtlich aufschmelzen; durch Diffusionsglühen (Homogenisierungsglühen) wird die Seigerung verringert.

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