Erstarrung von Legierungen

Im vorangegangenen Kurstext wurde der Erstarrungsvorgang und die damit verbundenen Auswirkungen bei reinen Metallen untersucht. Nun soll dieser bei Legierungen untersucht werden. Im direkten Vergleich zeigt sich, dass Legierungen im Gegensatz zu reinen Metallen nicht nur einen Erstarrungs-[temperatur]punkt besitzen sondern einen Erstarrungs-[temperatur]bereich. Dieser Bereich liegt vor, da die Löslichkeit einer festen legierten Phase bei einer bestimmen Temperatur stark von der Löslichkeit einer flüssigen legierten Phase abweicht. Auch die chemische Zusammensetzung ist im Gleichgewicht bei beiden Phasen unterschiedlich ausgeprägt. Diese ändert sich aber mit der Änderung der Temperatur.

Man kann die Abschnitte in denen sich die chemische Zusammensetzung nicht ändert unterteilen in:

• Entmischungsprozess und
• Mischungsprozess

Der Entmischungsprozess liegt vor, wenn die Temperatur sehr hoch ist und der Erstarrungsprozess gerade beginnt. Denn anders als die Schmelze besitzt die feste Phase in diesem Abschnitt eine sehr geringe Löslichkeit. Um legierungsarme Kristalle zu erhalten, muss der Entmischungsprozess noch im Schmelzbereich stattfinden.

Der Mischungsprozess findet in der festen Phase bei reduzierter Temperatur statt. Durch die sinkende Temperatur nimmt die Lösungsfähigkeit der festen Phase zu und durch Diffusion wird das Gleichgewicht eingestellt. Dieser Mischprozess läuft sehr träge und nicht immer vollständig ab.