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Accueil/Chimie/Diagramme de phases binaire et règle des leviers

Diagramme de phases binaire et règle des leviers

Diagramme isomorphe A–B : courbes de liquidus et de solidus, conode et fractions de phases f_α et f_L par la règle des leviers pour la composition C₀.

Alliage binaire T–x

1100°C
0.4

Diagramme isomorphe A–B schématique (comme Cu–Ni). Dans le domaine α+L, la conode horizontale rencontre le solidus en x_α et le liquidus en x_L. Règle des leviers : f_α = (x_L − C₀)/(x_L − x_α).

Raccourcis clavier

  • •Les curseurs fixent T et la composition globale C₀ ; la sonde rose est sur l’isotherme.

Mesures

DomaineDeux phases : α + liquide
T_liquidus(C₀)1163°C
T_solidus(C₀)1067°C
x_α (solidus)0.463
x_L (liquidus)0.296
f_α (levier)0.624
f_L (levier)0.376

À propos du modèle

Le diagramme de phases binaire et la règle des leviers : température en fonction de la composition d’un alliage A–B à solution solide continue. Le liquidus est la borne supérieure du domaine diphasique α+L, le solidus la borne inférieure. À T fixée dans le domaine, une conode horizontale relie la composition du solidus x_α à celle du liquidus x_L. Pour la composition globale C₀, la règle des leviers donne les fractions de phases f_α = (x_L − C₀)/(x_L − x_α) et f_L = (C₀ − x_α)/(x_L − x_α). À l’écran, une lentille schématique du type Cu–Ni : la sonde se déplace avec les curseurs, la conode et la barre des fractions se mettent à jour.

Public : Science des matériaux, métallurgie, chimie physique et introduction à la solidification.

Notions clés

  • diagramme de phases binaire
  • règle des leviers
  • liquidus
  • solidus
  • conode
  • fraction de phase

Comment ça marche

Sur un diagramme isomorphe binaire T–x, la courbe de liquidus borne en haut le domaine diphasique α+L, la courbe de solidus en bas. À T fixée, une conode horizontale relie x_α et x_L. Pour la composition globale C₀, la règle des leviers donne f_α = (x_L − C₀)/(x_L − x_α) et f_L = (C₀ − x_α)/(x_L − x_α) — fractions des phases solide et liquide.

Formules

Conode à T : solidus → x_α(T), liquidus → x_L(T)
f_α = (x_L − C₀)/(x_L − x_α) · f_L = (C₀ − x_α)/(x_L − x_α)
f_α + f_L = 1 (fractions massiques des phases)

Questions fréquentes

Pourquoi parle-t-on de règle des leviers ?
La composition globale est le point d’appui, les bras sont les distances jusqu’aux compositions des phases sur la conode. Un bras plus long, opposé à une phase, signifie une plus petite fraction de cette phase, comme pour un levier mécanique.
A-t-on toujours f_α + f_L = 1 ?
Oui pour les fractions massiques (ou molaires) de deux phases en coexistence dans un système binaire fermé à l’équilibre. Hors du domaine diphasique, une fraction vaut 1, l’autre 0.