Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - VII. Värmet - Materians tillståndsförändringar genom värmebehandling - Fasta ämnen. Legeringar
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
MATERIANS TILLSTÅNDSFÖRÄNDRINGAR. FASTA ÄMNEN. LEGERINGAR.
733
och under världskriget började analyser av legeringars egenskaper i anslutning till
smältdiagram utföras i mängd.
Behovet av lättmetaller med stor hållfasthet och goda elastiska egenskaper har genom
flyg- och motortekniken blivit synnerligen aktuellt, och särskilt har aluminiums
olika legeringar varit föremål för forskarnas intresse.
Upptäckten av att smärre tillsatser till stål av andra metaller, såsom nickel, krom,
vanadium, kisel m. m., i väsentlig grad kunde förbättra dess egenskaper i speciell riktning
har gjort att även undersökningar av specialstålslegeringar bedrivits i stor omfattning.
Vår tids teknik förfogar också över ett flertal ytterst värdefulla s. k. specialstål, såsom
snabbsvarvstål (s. k. självhärdande stål), vilket möjliggör fullt effektivt utnyttjande
av moderna automatmaskiner för masstillverkning, rostfritt stål, vanadinstål, invar m. fl.
Vid studiet av dylika ganska sammansatta heterogena system är det förenat med
stora svårigheter att skaffa sig en klar bild över smältdiagrammets fullständiga förlopp
mellan det relativt begränsade antal kurvpunkter, som genom försök fastställas. Vid
kristallösningen sågo vi att enbart förekomsten av allotropiska modifikationer
komplicerade diagrammen, men kunna de ingående ämnena dessutom bilda kemiska föreningar, så
kompliceras diagrammen än mer, och det är nödvändigt att på förhand äga teoretiska
synpunkter, varifrån diagrammens förlopp kunna på förhand någorlunda överblickas.
Tack vare den av Gibbs uppställda fasregeln har man ett dylikt teoretiskt stöd av
oskattbart värde. På rent termodynamiska grunder, utan att behöva ingå på ämnenas
molekylära egenskaper, härledde Gibbs denna regel, vars allmängiltighet således gör den
än mer värdefull. För att formulera denna Gibbs fasregel måste vi införa tre tal
karakteristiska för varje heterogent jämviktssystem. Det första talet, som vi beteckna r,
angiver det antal olika faser som ingå i systemet. Det andra talet, n, angiver antalet
ingående komponenter. Bägge dessa tal ha vi tidigare mött (sid. 679 o. f.), men
dessutom införa vi nu med Gibbs talet F till att angiva det heterogena systemets antal
frihetsgrader, och därmed mena vi det antal för systemets tillstånd bestämmande storheter
(såsom tryck, volym, temperatur) som kunna inom vissa gränser godtyckligt varieras
utan att jämvikten störes. Med hjälp av dessa tre tal kunna vi nu formulera Gibbs
fasregel:
Ett heterogent jämviktssystems antal frihetsgrader (F)
överskjuter med två enheter skillnaden mellan antalet
komponenter (n) och antalet faser (r), så att F = n -f- 2 — r.
Vi vilja klargöra innebörden av denna regel medelst några exempel. Låt oss till en
början betrakta det fall, då antalet komponenter är ett, n = 1, d. v. s. då systemet blott
består av ett enda ämne, t. ex. vatten. Är nu också r = 1, så att vattnet endast finnes
i en enda fas, antingen i gasform som vattenånga eller i vätskeform som vatten, eller i
fast form som is, så måste antalet frihetsgrader enligt Gibbs regel vara två, i bästa
överensstämmelse med att man kan variera temperatur och tryck inom ganska vida gränser.
Skulle man däremot ha en komponent i två faser, så kan det enligt fasregeln blott
finnas en frihetsgrad. Vid jämvikt mellan is och vatten eller mellan vatten och
vattenånga kan man exempelvis variera trycket, men därmed är temperaturen (smältpunkt
resp, kokpunkt) också fullt bestämd.
För det fall att samma ämne förefinnes i tre faser finnes enligt fasregeln ingen
frihetsgrad, vilket betyder att exempelvis vatten, is och vattenånga endast kunna samtidigt i
jämvikt befinna sig intill varandra vid en enda fullt bestämd temperatur och ett enda
fullt bestämt tryck. Vid denna temperatur har isen och vattnet samma ångtryck, men
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
