상태도 분석 11) 공정형 부분 고용체의 석출강화 및 혼합규칙 공석반응

공정형 부분 고용체에서 석출강화를 분석해보도록 하겠습니다.

그림과 같이 부분고용이 이루어 지는 공정계 상태도에서, 왼쪽의 부분고용 상역에는 A의 성분이 우세한 고상이, 오른쪽에는 B의 고상이 있습니다.

이때 P점을 지나는 (고상분열선) 경우를 생각해 보겠습니다.

원래 상역에는 $SS_A$만이 존재하고 있었습니다. 그런데 분열선을 지남에 따라 $SS_B$가 석출되는 현상이 일어납니다.

이는 석출강화에 쓰이는 예시입니다.

 

2성분 합금계에서 구성상이 나뉘어서 혼합물이 되는 경우에 (그래프와 같이) 혼합물에서의 성분의 분포는 부피분율의 함수 관계를 보이게 됩니다.

합금의 물성 P = P1V1 + P2V2인데, 여기서 V1+V2=1입니다 (부피 분율)

밀도를 아는 경우 $\rho$ = $\frac{m}{v}$ 이므로

V1=$\frac{\frac{m_1}{\rho_1}}{\frac{m_1}{\rho_1}+\frac{m_2}{\rho_2}}$

가 됩니다.

이 함수관계를 혼합규칙이라 부르고 구성 상 사이 배열에 따라 다릅니다. 

 

상태도 분석 9~10의 내용을 토대로, 고온영역에서 최저점이 있는 연속 고용체의 상평형도와 저온 영역에서 용해도 간극을 나타내는 상평형도는 중첩 정도에 따라 세가지 유형을 보입니다.

 

다음과 같이 그림으로 살펴볼 수 있습니다.

 

또, 공정반응과 비슷한데, 액상이 관여하지 않는 반응을 공석반응이라고 합니다.

이는 공정반응이 액상 하나가 두개의 고상으로 바뀌는 것과 비슷한 형태이지만,

액상의 관여가 없이 고상 하나가 두개의 고상으로 바뀌는 모습입니다.