рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Теоретические основы

Теоретические основы - раздел Охрана труда, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ У Кристаллических Тел При Переходе Из Одного Состояния В Другое, При Протекан...

У кристаллических тел при переходе из одного состояния в другое, при протекании фазовых превращений выделяется или поглощается теплота и физические свойства при этом меняются скачкообразно.

Температуры, при которых происходят те или иные физико-химические изменения в сплаве, называются критическими температурами, а соответствующие им точки на кривых охлаждения – критическими точками.

Для определения критических точек сплава достаточно через короткие, но равные промежутки времени измерять температуру медленно охлаждающегося от жидкого состояния до комнатной температуры сплава, затем, построив по этим данным кривую охлаждения в координатах «Температура − время», отыскать на ней точки перегиба, которые и будут являться критическими точками данного сплава.

В сплавах в зависимости от характера взаимодействия металлов друг с другом в твёрдом состоянии образуются твёрдые фазы и протекают различные фазовые превращения: образование твердых растворов, химических соединений, смесей.

По критическим точкам чистых металлов и сплавов строятся диаграммы фазового равновесия (рис. 4.3.1). Эти диаграммы в удобной графической форме показывают фазовый состав сплава в зависимости от температуры и концентрации компонентов и дают наглядное представление о процессах, происходящих в сплавах системы при нагреве и охлаждении.

Различают следующие основные типы диаграмм состояния:

– диаграмма для случая полной нерастворимости компонентов в твердом состоянии (образование смесей), рис. 4.3.1а;

– диаграмма для случая неограниченной растворимости компонентов в твердом состоянии (неограниченные твердые растворы), рис. 4.3.1б;

– диаграмма для случая ограниченной растворимости компонентов в твердом состоянии (ограниченные твердые растворы), рис. 4.3.1в;

– диаграмма для случая, когда компоненты образуют химическое соединение, рис. 4.3.1г.


а)

б)

 

в)

 

г)

Рис. 4.3.1. Диаграммы состояния сплавов


Сплавы, образующие диаграмму первого типа (рис. 4.3.1а), в твердом состоянии представляют собой смеси из зерен чистых металлов А и В.

В сплавах на рис. 4.3.1б-в металлы А и В образуют два типа растворов: твёрдый раствор компонента В в компоненте А – α-твёрдый раствор и твёрдый раствор ком­понента А в компоненте В – β-твёрдый раствор.

Совокупность точек начала первичной кристаллизации всех сплавов системы (линия АСВ на рис. 4.3.1а–в) называется ликвидусом. Выше этой линии все сплавы находятся в жидком состоянии.

Совокупность точек конца первичной кристаллизации всех сплавов системы (линия DСE на рис. 4.3.1а, ADB – на рис. 4.3.1б, АDCEB – на рис. 4.3.1в, МNEOF – на рис. 4.3.1г) называется солидусом. Ниже этой линии все сплавы находятся в твердом состоянии.

Сплавы, представленные на рис. 4.3.1б, ниже линии солидуса при любой концентрации имеют только одну фазу – зерна твердого раствора компонента В в компоненте А.

Сплав двух металлов А и В определенной концентрации, образующийся в точке С (рис. 4.3.1а, в), называется эвтектическим. Такой сплав кристаллизуется подобно чистому металлу при постоянной температуре, образуя смесь кристаллов двух твёрдых растворов, называемую эвтектикой.

Сплавы с концентрацией металла В меньше эвтектической называются доэвтектическими, а с концентрацией металла В больше эвтектической − заэвтектическими.

На рис. 4.3.1в линии DМ и EN – линии ограниченной растворимости компонентов в кристаллической решетке друг друга. Ниже линии DМ начинается процесс вторичной кристаллизации, заключающийся в выделении из однофазного α-твёрдого раствора вторичных кристаллов
β-твёрдого раствора.

Рассмотрим кривую охлаждения доэвтектического сплава (рис. 4.3.2). На участке 1 – 2 идет охлаждение жидкого сплава по физическим законам. В точке 1 начинается процесс кристаллизации, за счёт выделения скрытой теплоты кристаллизации уменьшается скорость охлаждения сплава и на кривой охлаждения образуется перегиб. Температура t1 – критическая точка начала кристаллизации из жидкости α-твёрдого раствора. Этот процесс продолжается до точки 3. В точке 3 начинается кристаллизация эвтектики – смеси двух фаз, выделяющихся из жидкого раствора эвтектической концентрации.

Кристаллизация эвтектики происходит при постоянной температуре (участок 3 – 4) и заканчивается в точке 4 при температуре t2 по реакции
Ж → (α + β). Температура t2 – критическая точка конца первичной кристаллизации сплава.

 

Рис. 4.3.2. Кривая охлаждения доэвтектического сплава

 

На участке 4–5 при охлаждении сплава понижается растворимость компонента В в компоненте А. Это приводит к выпадению вторичных кристаллов βII из α-твёрдого раствора: α → βII.

В результате описанных процессов в сплаве образуется конечная структура, состоящая из первичных кристаллов α-твёрдого раствора, эвтектики (α + β) и вторичных кристаллов βII-твёрдого раствора.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Государственное образовательное учреждение... высшего профессионального образования...

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

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:

Диаграмма состояния для сплавов, образующих химические соединения.
Такая диаграмма получается (рис. 2.2д), когда сплавляемые компоненты образуют устойчивое химическое соединение АnВm, не диссоциирующее при нагреве вплоть до температуры

Диаграмма состояния сплавов с полиморфными превращениями компонентов и эвтектоидным превращением.
Диаграмма состояния сплавов, у которых высокотемпературные модификации компонентов γ обладают полной взаимной растворимостью, а низкотемпературные αF, βN

Макроанализ
Макроструктура – строение металла, видимое без увеличения или при небольшом увеличении (до 10–30 раз) с помощью лупы. При макроанализе можно одновременно наблюдать большую поверхность

Микроанализ
Микроскопический анализ (микроанализ) заключается в исследовании структуры ме­талла при больших увеличениях (более 30 крат) и применяется: · для определения количества и типа структ

Приготовление микрошлифа
Образец металла, специально приготовленный для исследования его структуры под микроскопом, называется микрошлифом. Для микроанализа из исследуемого материала вырезают образец, поверхность ег

Микроскопы металлографические
Для исследования микроструктуры металлов используются металлографические микроскопы. Металлографический микроскоп позволяет рассматривать непрозрачные тела в отраженном свете. В этом основно

Проведение испытаний
Для определения средней величины зерна существует несколько методов, среди которых наиболее распространенным является метод площадей. Измерение этим методом величины зерна производится на пр

Подготовка микроскопа к визуальному наблюдению
· установить объектив и окуляр соответственно выбранному увеличению; · винтами установить отверстие съёмной шайбы над объективом; · над отверстием съемной шайбы установить микрошл

Определение цены деления
Для определения цены деления окуляра-микрометра необходимо: · подготовить микроскоп к наблюдению; · установить объект-микрометр на столик микроскопа таким образом, чтобы стекло со

Определение величины зерна стали
Для определения величины (балла) зерна необходимо (рис. 4.1.8): · микрошлиф поместить на столик микроскопа; · добиться чёткого изображения структуры; · просмотреть нескол

Отчет по лабораторной работе
«Микроскопический анализ металлов» 1. Цель работы. 2. Основные определения. Макроструктура   Мик

Теоретические основы процесса кристаллизации металлов
Процесс образования кристаллов называется кристаллизацией. Визуальное изучение кристаллизации металлов сопряжено с техническими трудностями. Поскольку законы кристаллизации растворов солей и

Кристаллизация солей
В данной работе студенты изучают процесс кристаллизации четырёх солей: нитрата свинца Рb(NO3)2, хлорида аммония NH4Cl, дихромата калия К2

Порядок выполнения работы
1. Глядя в окуляр, вращать зеркало микроскопа, добиваясь яркого освещения (получить светлое поле). 2. Предметное стекло с нанесенной на него каплей соли установить на предметный столик так

Отчет по лабораторной работе
«Изучение процесса кристаллизации» 1. Цель работы. 2. Изменение свободной энергии жидкости и твердого тела в зависимости от температуры. С

Построение диаграммы состояния
В основе построения диаграмм состояний лежит определение критических точек при охлаждении жидкого сплава (чистого металла) до нормальной температуры. При этом пользуются методом термического ана

Порядок выполнения работы
1. Перед началом измерений сплав находится в жидком состоянии. Когда печь выключают, сплав начинает охлаждаться. С момента начала охлаждения включить секундомер и фиксировать показания милливольтме

Отчет по лабораторной работе
«Построение диаграммы состояния «Свинец – олово» термическим методом» 1. Цель работы. 2. Схема установки проведения эксперимента. &nb

Влияние концентрации углерода на свойства железоуглеродистых сплавов
По мере повышения концентрации углерода в стали и чугуне изменяются структура и их механические свойства. Прочность горячекатаной стали в нормализованном состоянии с увеличением содержания углерода

Структура и свойства железоуглеродистых сплавов
а) Техническое железо. Структура технического железа с концентрацией углерода 0,012 % (рис. 4.4.4) состоит из светлых полиэдрических зёрен феррита и цементита третичного, который расположен

Порядок выполнения работы
1. Вычертить диаграмму «Fe−Fe3C» с указанием температур превращений и концентраций углерода для характерных точек. 2. Указать фазы и структурные составляющие в разл

Отчет по лабораторной работе
«Микроструктура железоуглеродистых сплавов в равновесном состоянии» 1. Цель работы. 2. Диаграмма состояния сплавов «Железо – цементит».  

Основные виды термической обработки стали и их назначение
Отжиг – нагрев стали выше линии А3 (рис. 4.5.1) доэвтектоидной или А1 заэвтектоидной на 30–50 °С, выдержка при этой температуре и последующее охлаждение в

Процессы нагрева стали
Температура нагрева определяется положением критических точек А1 и А3 на диаграмме «Железо – цементит» (рис. 4.5.1а). Для правильного выполнения термической обра

Процессы охлаждения стали
Охлаждающая среда обеспечивает определённую скорость охлаждения и назначается исходя из требуемых структуры и свойств стали. Получаемую структуру можно определить при наложении векторов скоростей о

Превращение аустенита при отжиге
При отжиге скорость охлаждения V1 ≈ 0,03 ºС/с, т. е. менее VКР, аустенит превращается в феррит и цементит: Feγ(C)→ Fe

Превращение аустенита при нормализации
В результате нормализации скорость охлаждения V2 ≈ 30 °С/с также меньше критической. Превращение диффузионное. Образующаяся структура называется сорбит – дисперсная (

Превращение аустенита при закалке
При охлаждении в воду скорость охлаждения V4 ≈ 600 °С/с, т. е. превышает критическую. Аустенит пре­вращается в мартенсит закалки: Feγ(C)→ Fe

Влияние температуры отпуска на структуру стали
В процессе отпуска неравновесное состояние – мартенсит закалки – претерпевает диффузионное превращение и переходит в более устойчивое состояние. Температура нагрева при отпуске зависит от назначени

Порядок выполнения работы
1. Получить образцы конструкционной стали 40Х. 2. Назначить режимы термической обработки: · закалку с недогревом (Тз = 710 °С, охлаждение в воде); · зак

Отчет по лабораторной работе
«Термическая обработка стали» 1. Цель работы. Химической обработке подвергались образцы из стали марки _______ Химический состав ________________________

Влияние скорости охлаждения на превращение аустенита
В зависимости от скорости охлаждения превращение аустенита может быть диффузионным и бездиффузионным. Критерием превращения является критическая скорость закалки VКР – наименьшая

Влияние температуры отпуска на превращение мартенсита закалки
Для повышения вязкости закалённых сталей выполняется дополнительная термическая операция, называемая отпуском. Это нагрев стали до температур ниже линии А1, при которых неравновес

Влияние температуры отжига на структуру и свойства стали
  Рис. 4.6.3. Микроструктура стали 45 до отжига (а) и после от

Влияние температуры закалки на структуру и свойства стали
Микрошлиф 4 – сталь У8А после закалки (температура нагрева 780 °С). При правильном нагреве образуется мелкоигольчатый мартенсит закалки (рис. 4.6.6а), поскольку длина игл мартенсита L о

Влияние температуры отпуска на структуру и свойства стали
Микрошлиф 6 – сталь У8А после закалки и низкого отпуска. Низкий отпуск практически не изменяет вид мартенсита. Игольчатость его строения сохраняется, но несколько увеличивается травимость

Библиографический список
1. Материаловедение: учебник для студентов вузов / В. С. Кушнер, А. Г. Верещака, Д. А. Негров, О. Ю. Бургонова. – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2008. – 224 с. 2. Материаловедение: учеб. для ст

ПриложениЯ
п.1. ПРИМЕР ОформлениЯ титульного листа домашнеЙ РАБОТЫ  

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