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Thermodynamic aspects of massive transformations in the CuGa and CuZn systems

1988; University of Toronto Press; Volume: 36; Issue: 4 Linguagem: Inglês

10.1016/0001-6160(88)90148-4

1878-0768

P. R. Subramanian, T. B. Massalski, David E. Laughlin,

Metallurgical and Alloy Processes

Thermodynamic modeling of the CuGa and CuZn phase diagrams has been used to obtain the temperature and composition dependence of the free energies of phases involved in the massive transformation in these two systems. In both systems, the high temperature b.c.c. β phase is shown to be particularly susceptible to a massive transformation because it becomes more rapidly unstable on cooling, or quenching, when compared with the phases with which it is competing in the phase diagram. It is shown that entropy considerations are the principal cause of this behavior. The driving force for the massive transformations in both systems is shown to be relatively small, being only some 100J/mol in the CuGa system and 420 J/mol in the CuZn system. These values represent about 0.7% and 1% of the total energy of the β phase, respectively, in each system. The obtained values of the driving energies are discussed in relation to the previous estimates of the driving force for massive transformations in the CuZn system and in relation to the nucleation difficulties and nucleation models in massive transformations. Nous avons utilisé la modélisation thermodynamique des diagrammes de phases de CuGa et de CuZn pour obtenir l'influence de la température et de la composition sur les énergies libres des phases impliquées dans la transformation massive de ces deux systèmes. Dans chacun d'eux, nous montrons que la phase β (cc) de haute température est particulièrement apte à subir une transformation massive parce qu'elle devient plus rapidement instable au cours du refroidissement ou de la trempe que les phases avec lesquelles elle entre en compétition dans le diagramme de phases. Des considérations d'entropie permettent d'expliquer l'essentiel de ce comportement. La force motrice des transformations massives dans les deux systèmes est relativement faible: elle ne vaut qu'une centaine de J/mol. dans le système CuGa, et 420 J/mol. dans le systéme CuZn. Ces valeurs représentent respectivement environ 0,7% et 1% de lénergie totale de la phase β dans chaque système. Nous discutons les valeurs que nous obtenons pour les énergies motrices en fonction des estimations antérieures de la force motrice pour les transformations massives dans le système CuZn, des difficultés de la germination dans les transformations masives et des modèles proposés pour cette germination. Aus den thermodynamischen Modellen der CuGa- und CuZn-Phasendiagramme wurden die Temperatur- und Konzentrationsabhängigkeiten der freien Energie derjenigen Phasen ermittelt, die bei der massiven Umwandlung in diesen Systemen eine Rolle spielen. In beiden Systemen neigt besonders die krz. β -Phase zu einer massiven Umwandlung, da sie bei Abkühlen oder Abschrecken rascher instabil wird also die Phasen, mit denen sie im Phasendiagramm konkurriert. Es wird gezeigt, daß entropische Beiträge die Ursache dieses Verhaltens bilden. Die treibende Kraft der massiven Umwandlung ist in beiden Systemen relativ klein, einige 100 J/Mol im System CuGa und 420 J/Mol im System CuZn. Diese Werte entsprechen nur etwa 0,7% und 1% der Gesamtenergie der jeweiligen β-Phase. Diese Werte werden im Zusammenhang mit früheren Abschätzungen der treibenden Kraft der massiven Umwandlung im CuZn-System und im Hinblick auf die Schwierigkeiten der Keimbildung und die Keimbildungsmodelle der massiven Umwandlungen diskutiert.