рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Диаграмма состояния сплавов, образующих

Диаграмма состояния сплавов, образующих - раздел Промышленность, ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ. АНАЛИЗ ДИАГРАММ СОСТОЯНИЯ ДВОЙНЫХ СПЛАВОВ Ограниченные Твердые Растворы И Эвтектику (3-Го Рода) ...

ограниченные твердые растворы и эвтектику (3-го рода)

 

Исходные данные:

• компоненты: А, В (K = 2)

• оба компонента неограниченно растворимы в жидком состоянии, ограничено – в твердом состоянии и не образуют химических соединений

• фазы: жидкий сплав L, ограниченные твердые растворы α = А(В) и β = В(А).

 

Рисунок 6 – Диаграмма состояния сплава с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии

 

Рисунок 7 – Кривые охлаждения и схемы структур сплавов I и II

 

Диаграмма состояния (с эвтектикой) показана на рис. 6. Линии АЕВ и ADЕCВ – линии ликвидус и солидус, соответственно; линия DEC – эвтектическая. В сплавах данного типа существует некоторая взаимная растворимость компонентов А и В в твердом состоянии. Поэтому при кристаллизации из жидкости вместо зерен чистых компонентов А и В образуются зерна ограниченных твердых растворов на основе А и В, т. е. α = А(В) и β = В(А).

Области существования α– и β–твердых растворов расположены около вертикалей А и В, соответственно (рис. 6). Предельная растворимость В в А, т. е. максимальная концентрация В в α–твердом растворе, зависит от температуры и определяется линией

DF, а предельная растворимость А в В, т. е. максимальная концентрация А в β–твердом растворе, определяется линией CG. Эти линии называются сольвус. Точка D определяет максимальную концентрацию компонента В в α–твердом растворе (25 вес. % В). В свою очередь, т. С определяет максимальную концентрацию компонента А в β–твердом рас-

творе (100 – 82 = 18 вес. % А).

Сплавы, находящиеся между линиями DF и CG, лежат за пределами растворимости и являются двухфазными, состоящими из механической смеси α + β.

Эти двухфазные сплавы принято делить на:

• внеэвтектические: слева от точки D (в том числе, сплав I) и справа от точки С

• доэвтектические: концентрация В – от точки D до точки Е (сплав II)

• эвтектический: концентрация точки Е

• заэвтектические: концентрация В – от точки E до точки C.

Рассмотрим процессы кристаллизации сплавов I и II. Кристаллизация сплава I начинается в точке 1 (линия ликвидус) и заканчивается в точке 2 (линия солидус). Кривая охлаждения и схема структур этого сплава показана на рис. 7. На отрезке 1–2 из жидкого сплава L выделяются и растут кристаллы α–твердого раствора. Концентрация В в растущих зернах α – фазы растет по линии солидус (а–2), а в жидкости L – по линии ликвидус (1–b). В точке 2 кристаллизация заканчивается, и полученные кристаллы должны иметь (для равновесной кристаллизации) концентрацию исходной жидкости. На отрезке 2–3 превращения отсутствуют. Ниже точки 3 α–твердый раствор является пересыщенным и выделяет избыточные атомы В. В результате внутри зерен α–твердого раствора образуются кристаллы β– твердого раствора по реакции α → βII. Эти кристаллы называют вторичными, поскольку они выделяются из твердого раствора, в отличие от первичных, выделяющихся из жидкости. Их обозначают символом βII. Процесс выделения вторичных кристаллов называетсявторичной кристаллизацией. Сплав с концентрацией В левее точки F не будет иметь вторичных выделений βII, т. е. будет иметь структуру α–твердого раствора.

На рис. 6 линия CG, в отличие от линии DF, изображена вертикальной, т. е. растворимость А в В не зависит от температуры. Поэтому вторичные выделения α–твердого раствора ниже линии ВС отсутствуют. Такие выделения возникли бы, если бы

линия DF была наклонена вправо, т. е. растворимость А в В уменьшалась бы с понижением температуры.

Кристаллизация сплава II. Сплавы типа II называются доэвтектическими. Кривая охлаждения и схемы структур такого сплава показаны на рис. 7, справа. На отрезке 1–2 из жидкости выделяются и растут кристаллы α–твердого раствора. Концентрация В в α изменяется по линии солидус (растет от точки с до точки D). За счет образования α–зерен оставшаяся жидкость обогащается компонентом В по линии ликвидус (от точки 1 до точки Е).

В точке 2 оставшаяся жидкость достигает горизонтальной линии DCE (эвтектическая температура tE), и концентрация В в жидкости соответствует эвтектической (точка Е). В этих условиях на участке 2–2′ оставшаяся жидкость кристаллизуется по эвтектической реакции:

LE → αD + βC

где αD – α–твердый раствор состава точки D, βC – β–твердый раствор состава точки С. В общем виде эвтектическую реакцию записывают так:

L → α + β.

Диаграммы состояния двойных металлических сплавов В точке 2′ (конец кристаллизации жидкости) формируется структура, состоящая из кристаллов αD и эвтектики Е = α + β.

При дальнейшем охлаждении сплава (отрезок 2′ –3) растворимость В в α–твердом растворе уменьшается по кривой DF (как в сплаве I). Поэтому из кристаллов α выделяются вторичные кристаллы βII по реакции α → βII (как в сплаве I). Таким образом, конечная (при нормальной температуре) структура доэвтектического сплава II: αF + (αF + βG) + βII.

Сплавы с концентрацией В в интервале от точки Е до точки С называются заэвтектическими. Они кристаллизуются аналогично доэвтектическим. Различие состоит в том, что на первом этапе (между линиями ликвидус и солидус) из жидкой фазы выделяют-

ся первичные кристаллы β. За счет этого концентрация В в оставшейся жидкости уменьшается по линии ВЕ. На втором этапе при эвтектической температуре (линия DEC) остаток жидкости кристаллизуется по эвтектической реакции: L → α + β. Конечная

структура заэвтектического сплава: β + (α + β). Несмотря на многообразие структурных составляющих [первичные кристаллы α и β – твердых растворов, вторичные

кристаллы β – твердого раствора, эвтектика (α + β)], окончательно охлажденный сплав содержит только две фазы (α и β), в которых концентрация компонента В определяется точками F и G, соответственно.

Проверим правильность построения кривых охлаждения и диаграммы состояния (рис. 6 и 7) с помощью правила фаз (С = К – Ф + 1) на примере сплава II:

• отрезок 1–2: С = 2 – 2 + 1 = 1, следовательно, температура Т изменяется

• отрезок 2–2′: С = 2 – 3 + 1 = 0, следовательно, температура Т = const

• отрезок 2′ –3: С = 2 – 2 + 1 = 1, следовательно, температура Т изменяется.

Таким образом, кривая охлаждения построена правильно.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ. АНАЛИЗ ДИАГРАММ СОСТОЯНИЯ ДВОЙНЫХ СПЛАВОВ

На сайте allrefs.net читайте: ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ. АНАЛИЗ ДИАГРАММ СОСТОЯНИЯ ДВОЙНЫХ СПЛАВОВ...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Диаграмма состояния сплавов, образующих

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
Диаграмма состояния является графическим изображением фазового и структурного состояния сплав в зависимости от температуры и концентрации в условиях равновесия. По диаграмме со

Диаграмма состояния сплавов, образующих
механические смеси чистых компонентов (1-го рода) Исходные данные: • компоненты: химические элементы А и В (K=2) • оба компонента неограниченно растворим

Диаграмма состояния сплавов, образующих
неограниченные твердые растворы (2-го рода) Напомним условия образования неограниченных твердых растворов: • компоненты имеют одинаковый тип решетки (изоморфизм)

ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММ СОСТОЯНИЯ
Диаграмму состояния системы А–В строят с помощью термического анализа в координатах температура–концентрация. Установка для построения диаграмм состояния термическим методом показана на рис. 8.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
  Анализ диаграмм состояния включает выполнение следующих двух заданий. Задание 1. Для полученной в предыдущей работе диаграммы состояния систем Pb – Sn дать характеристику с

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги