Реферат Курсовая Конспект
АНАЛИЗ ДИАГРАММ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ - раздел Философия, Министерство Образования И Науки Российской Федерации Федеральное Аг...
|
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Ивановский государственный университет
Кафедра экспериментальной и технической физики
АНАЛИЗ ДИАГРАММ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ
ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ СПЛАВОВ
Методические указания к лабораторному практикуму
по курсу «Физическое материаловедение»
для студентов специальности 010400
Иваново 2008
Печатается по решению методической комиссии
физического факультета
Ивановского государственного университета
Составители:
кандидат техн. наук, доцент В.В. Новиков,
доцент Н.М. Оношин
(Ивановский государственный университет),
Рецензент:
доктор химических наук, доцент С.А. Сырбу
(Ивановский государственный университет)
Теоретические сведения
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
Диаграммы состояния рассматривают в условиях равновесия. Они позволяют качественно характеризовать многие физико-химические, механические и технологические свойства.
Умея читать диаграмму состояния, можно представить полную картину образования сплава, процессы кристаллизации, можно определить оптимальную температуру заливки сплава, определить его жидкотекучесть; определить склонность к ликвации. Анализ диаграммы состояния позволяет решать и другие важные инженерные задачи. На её основании можно определить, какие именно сплавы и в каком направлении изменяют свою структуру, и многие свойства при переходе к неравновесному состоянию, зависящему от реальных условий литья, обработки давлением и, специально выполняемой, термической обработки. В этих случаях по диаграммам можно определить, какую тепловую обработку может воспринимать данный сплав и какие температурные режимы будут для него наиболее рациональными.
Таким образом, диаграммы состояния двойных и более сложных систем показывают графически, как с изменением химического состава и температуры изменяются структура, количество и состав фаз, находящихся в равновесии. Любая точка в площади диаграммы состояния сплавов показывает:
1) химический состав сплава;
2) температуру сплава;
3) фазовый состав сплава;
4) структуру сплава.
ЗАДАНИЕ
1. Начертить диаграмму состояния (в произвольном масштабе).
2. Дать буквенные обозначения всем линиям диаграммы.
3. Сделать фазовый анализ всех областей диаграммы и определить количественное соотношение фаз при заданной температуре(температуры задаются преподавателем).
4. Описать все изотермические превращения в заданных диаграммах.
5. Во всех областях диаграмм указать структуры, образующиеся в сплавах данных систем в состоянии равновесия.
6. Построить кривые охлаждения в координатах температура-время для заданных концентраций с объяснениями всех фазовых превращений, происходящих в процессе охлаждения. Правильность построения кривых охлаждения проверить применяя правило фаз.
7. Определить количественное соотношение структурных составляющих сплавов при комнатной температуре и изобразить графически образующиеся структуры сплавов.
Методические указания: Задание выполняется в виде самостоятельной домашней работы в отдельной тетрадке и защищается студентов на практическом занятии. Вариант задания назначает преподаватель.
ПРИМЕЧАНИЕ. Выше заштрихованных областей (выше линии ликвидуса) сплавы находятся в жидком состоянии. Ниже заштрихованных областей (ниже линии солидуса) сплавы находятся в твердом состоянии. В заштрихованных областях присутствуют две фазы (жидкая фаза и кристаллы твёрдой фазы).
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ
1. Чертим диаграмму состояния (в произвольном масштабе) и даем буквенные обозначения всем линиям диаграммы латинскими прописными буквами (рис. 10).
2. Из диаграммы видно, что в системе кроме жидкого расплава L в твердом состоянии можно выделить три фазы. Выписываем их характеристики:
a — твердый раствор на базе чистого компонента A;
b — твердый раствор на базе компонента В;
g — химического соединение нерегулярного состава АnВm
3. Строим таблицу, в которую заносим характеристику всех областей диаграммы по фазовому составу и структуре:
Область | Фазовый состав | Структурный состав сплава |
IGH | L + a | Кристаллы a в расплаве |
CDFG | L + b | Кристаллы b в расплаве |
СFHP | L + g | Кристаллы g в расплаве |
JDSD | b | Однофазный сплав |
FDSM | b + g | Механическая смесь cо структурой перитектики |
KPFM | g | Однофазный сплав |
AGPK | a + g | Механическая смесь: кристаллы свободной фазы + эвтектика (a + g) |
4. Строим таблицу с анализом изотермических превращений в сплаве АВ:
Линия превращений | Характеристика превращений |
GHP | L ® a + g эвтектическое превращение |
CFD | L + b ® g перитектическое превращение |
5. Строим кривую охлаждения для сплава с составом Х. Для этого проводим на диаграмме состояния штриховую линию, проходящую через точку Х и параллельную оси температур (рис. 10). Она дважды пересекает линии фазовых превращений на диаграмме, при этом одна из линий — линия изотермического превращения. Поэтому кривая охлаждения сплава будет два раза изменять свой наклон, причем один раз преврашение будет происходить при постоянной температуре. Обозначим точки пересечения на диаграмме цифрами. В координатах «температура — время» строим кривую охлаждения сплава, а также схематически рисуем эскизы видимой по микроскопом структуры сплавов на каждом этапе (рис. 11).
6. Определяем соотношение фаз в сплаве Х при комнатной температуре (температуру на линии АВ считаем комнатной). Сплав получается двухфазным. Воспользуемся правилом отрезков. Содержание фазы g обозначим, содержание фазы b обозначим . Тогда
,
Изображаем структуру сплава при комнатной температуре, ориентируясь на полученное соотношение фаз (см. рис. 11).
|
|
|
|
|
|
| |||
|
|
|
Список рекомендуемой литературы
1. Гуляев А.П. Металловедение. - М.: Металлургия, 1986.-541с.
2. Лившиц Б.Г.. Металлографии. М.: Металлургия, 1990. 236 с.
3. Арзамасов Б.З и др. Металловедение. - М.: Машиностроение,1986.- 384с.
4. Лахтин Ю.М., Леонтева В.П. Металловедение. - М.: Машиностроение, 1980.- 493с.
5. Геллер Ю.А. , Рахштадт А,Г. Металловедение. - М.: Металлургия, 1989. - 454с.
|
– Конец работы –
Используемые теги: анализ, диаграмм, фазового, равновесия0.076
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: АНАЛИЗ ДИАГРАММ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов