Monotektik Faz Dönüşümü ve Monotektik Faz Diyagramı

Monotektik dönüşüm, azalan sıcaklık ile birlikte yapıda mevcut olan sıvı fazın başka bir sıvı faza ve katı faza dönüşmesi olayıdır. Bu yazımızda monotektik dönüşümü ve  faz diyagramını anlatacağız.

Monotektik dönüşüm aşağıda formül halinde gösterilmektedir.

Formülde de görüldüğü üzere L1 sıvı fazı monotektik sıcaklığın altına düşülmesi ile birlikte L2 + α  fazlarına dönüşmektedir. 

Yukarıdaki şekilde görüldüğü üzere  ‘Kritik Sıcaklık’ değerinin hemen altında L1+L2 sıvılarının birbiri içinde kısmen çözündükleri bir bölge bulunmaktadır. Burada iki sıvı birbiri içinde tamamen çözünmemektedir. Kritik sıcaklığın altında L1 ve L2 sıvıları yapıda aynı anda bulunurken kritik sıcaklığın üzerinde yalnızca bir faz bulunmaktadır.

Monotektik altı alaşımın ve monotektik alaşımın dönüşümleri aşağıda bir metal alaşımı örnek gösterilerek açıklanmaktadır;

Yukarıda Cu(Bakır)-Pb(Kurşun) monotektik altı bir alaşımın faz diyagramı görülmektedir.

• 955°C sıcaklığı bu alaşımın monotektik dönüşüm sıcaklığıdır ve diyagramda da monotektik bir alaşımın oda sıcaklığına soğutulması sonucu oluşacak iç yapılar gösterilmektedir.
• Sıvı bölgede ağırlıkça %20 Kurşun içeren alaşımın iç yapısında sıcaklığın 1000°C ‘nin altına düşmesiyle L1 sıvısı içinde oluşmaya başlayan α fazı görülmektedir.
• 955°C ‘nin hemen üzerinde L1 fazı L2 fazına dönüşmüş ve yapıdaki α fazı da artmış bulunmaktadır.
• 955°C ‘nin altına inildiğinde ise α tanecikleri o kadar büyümüştür ki yapıda yok denecek kadar az sıvı faz bulunmaktadır.
• Sıcaklığın 325°C ‘nin altına düşmesiyle birlikte yapıda eser miktarda bulunan sıvı faz α+β fazına dönüşmektedir.

Sol tarafta Cu(Bakır)-Pb(Kurşun) monotektik  bir alaşımın faz diyagramı görülmektedir.

• Sıcaklığın 955°C ‘nin altına inmesi ile birlikte yapıda α+L2 oluşmaktadır.
• Oluşan bu yapıda α fazı sıvı faza göre daha fazladır.
• Sağ taraftaki şekilde görüldüğü gibi α fazı L2 sıvı fazın etrafını sarmaktadır.
• Sıcaklığın 325°C ‘nin altına düşmesiyle birlikte L2 sıvı fazı tamamen β fazına dönüşmektedir.
• Sağ taraftaki şekilde bu dönüşüm sonucu oluşan iç yapı gösterilmektedir.

Kaynaklar

William D. Callister,Malzeme Bilimi ve Mühendisliği
Karadeniz Teknik Üniversitesi,Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Faz Diyagramları Ders Notları
İstanbul Teknik Üniversitesi,Metalurji ve Malzeme Mühendisliği, Ders Notları