Задача 1
Накресліть діаграму станів сплавів, що утворюють обмежені тверді розчини. У чому полягає принцип побудови діаграми станів? p align="justify"> Рішення:
Діаграма стану показує зміну стану в залежності від температури і концентрації. Якщо в системі два компоненти, то діаграму будують у двох вимірах: температура - концентрація. По осі ординат відкладають температуру, по осі абсцис - концентрацію. Загальний вміст обох компонентів у сплаві дорівнює 100%, і кожна точка на осі абсцис відповідає певному змісту кожного компонента. p align="justify"> Кожна точка на діаграмі стану показує стан сплаву даної концентрації при даній температурі. Кожна вертикаль відповідає зміні температури певного сплаву. Зміна фазового стану сплаву відзначається на діаграмі точкою. Лінії, що з'єднують точки аналогічних перетворень, розмежовують на діаграмі області аналогічних фазових станів. p align="justify"> Вид діаграми стану залежить від того, як реагують обидва компоненти один з одним у твердому і рідкому станах.
На діаграмі стану сплавів, що утворюють обмежені тверді розчини обидва компоненти необмежено розчиняються у рідкому стані, обмежено у твердому і не утворюють хімічних сполук.
Компоненти: А, В. Фази: L, ?,?.
У сплавах такого роду можливе існування: рідкої фази, твердого розчину компонента В в А, який називається ? - расворе , і твердого розчину компонента А в В, який позначається через ?. У цих сплавах можливо нонваріантное рівновагу при одночасному існуванні трьох фаз: L, ?,?. Залежно від того, яка реакція протікає в умовах існування трьох фаз, можуть бути два види діаграм: діаграма з евтектикою і діаграма з перітектікой.
Діаграма з евтектикою.
В
Рисунок 1 - Діаграма стану з евтектикою
У цій системі не утворюються фази, що представляють собою чисті компоненти. З рідини можуть виділятися тільки тверді розчини ? або ?. Отже, близько вертикалей А і В (рисунок 1), відповідних чистим компонентам, знаходяться області існування твердих розчинів ? або ?. Гранична розчинність компонента В в А визначається лінією DF, а гранична розчинність А в В - лінією CG.
Сплави, що знаходяться між цими двома лініями, перебувають за межами розчинності і є двофазними, що складаються з ? +?. Закінчення кристалізації відбувається по евтектичній реакції:
? ? +?.
Лінія АЕВ є на цій діаграмі лінією ликвидус, лінія ADCB - лінією солидус.
Діаграма з перітектікой.
При евтектичному перетворенні рідина кристалізується з утворенням двох твердих фаз. Можливий і інший тип нонваріантного перетворення (трифазного рівноваги), коли рідина реагує з раніше випали кристалами і утворює новий вид кристалів L +? ? ?. Реакція подібного типу називається перитектической.
В
Рисунок 2 - Діаграма стану з перітектікой
Діаграма з перитектической перетворенням показана на малюнку 2. На діаграмі показані три однофазні області: рідина L і обмежені тверді розчини ? і ?.
Лінія АВС є лінією ликвидус, лінія APDB - лінією солидус.
Задача 2
По діаграмі стану "залізо - цементит" опишіть, які структурні і фазові перетворення будуть відбуватися при повільному охолодженні з рідкого стану сплаву з заданим вмістом вуглецю. Охарактеризуйте цей сплав і визначте для нього при заданій температурі кількість, склад фаз і їх процентне співвідношення, використовуючи дані, наведені в таблиці 2. p align="justify"> Кількість вуглецю С = 3,4%. Температура t = 1050 0 С.
Рішення:
Діаграма стану "залізо - цементит" дає уявлення про структуру медленноохлажденних залізовуглецевих сплавів і є теоретичною основою термічної обробки цих сплавів. Компонентами є залізо і вуглець. Фазами на діаграмі є: залізовуглец...
