Fasomforvandling

Fasomforvandling är en term som används inom fysik och materialvetenskap för att beskriva övergången mellan olika materiella faser när villkoren för temperatur, tryck eller kemisk sammansättning förändras. Den innefattar bland annat fasta–fasta övergångar, fasta–flytande övergångar och fasbyten mellan gas och vätska, men inom metallurgi fokuseras ofta på fasta fasomvandlingar där strukturen hos en solid fas omorganiseras eller en ny fas bildas. Fasomvandlingar kan vara förstorder, där latent värme avges eller upptas, eller diffusionella, där atomer diffunderar över gränserna mellan faserna.

Inom metallurgin är fasomvandlingar centrala för att förstå och styra materialegenskaper. Exempel i järn-kol-systemet är omvandlingen av austenit till ferrit och cementit vid nedkylning, vilket kan leda till perlitbildning. Vid mycket snabb kylning kan martensit bildas genom en diffusionsfri omvandling, medan långsammare kylning kan ge bainit eller andra mikrostrukturer. Diffusionsdrivna omvandlingar kräver oftast längre tider och uppträder i närvaro av temperatur- och sammansättningsdrivkrafter.

Kinetik och termodynamik bestämmer hur snabbt och vilka faser som bildas. Fasdiagram, samt tidsbaserade diagram som TTT- och CCT-diagram, används för att förutsäga fasernas dominans under givna villkor. Förändringen i struktur påverkar materialets egenskaper såsom hårdhet, styrka och duktilitet. Fasomvandlingar används därför i värmebehandling och materialdesign för att uppnå önskade prestanda.