Материаловедение. Барышев Г.А - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Числом степеней свободы
С (вариантность) называется число независимых переменных, действующих на систему,
величину которых можно изменять, не нарушая числа и номенклатуры входящих в неё фаз.
Чаще всего внешними независимыми переменными являются температура
Т
и давление
Р
. В таком случае П = 2. Если
на систему дополнительно действует ещё один внешний параметр (например, мощное электрическое поле), то П = 3 и т.д.
Рис. 1. Примеры нонвариантных превращений
на двойных диаграммах состояния:
а
– эвтектическое;
б
– перитектическое;
в
– эвтектоидное;
г
– перитектоидное;
д
– образование химического соединения
по перитектическому превращению
В металловедении часто рассматривают системы, где действует только один внешний переменный фактор –
температура. Остальные считаются постоянными. В этом случае
С = К – Ф + 1.
Например, если рассматривать чистый металл (К = 1) в момент затвердевания, когда в равновесии находятся две фазы –
жидкая и твёрдая (Ф = 2), то С = 1 – 2 + 1 = 0 – система безвариантна. Иначе – кристаллизация чистого металла должна
протекать при постоянной температуре.
При эвтектическом (Ж → +
В
тв
), перитектическом (
А
тв
+ Ж → β или γ + Ж →
A
n
B
m
), эвтектоидном (β → + γ) или
перитектоидном (γ + δ → ) превращениях (рис. 1) в двухкомпонентной системе (К = 2) в равновесии находятся три фазы (Ф
= 3). Эти превращения протекают при постоянной температуре (С = 0).
Пример. Схема эвтектического превращения (в точке
b
на рис. 2) Ж → + β, Ф = 3, П = 1, С = 2 – 3 + 1 = 0.
Температура постоянна (участок 2–2' кривой охлаждения на рис. 2).
При выпадении из жидкой фазы кристаллов α (Ф = 2) в двухкомпонентной системе (К = 2) вариантность С = 1.
Кристаллизация такого сплава должна идти в интервале температур (отрезок 1–2 на рис. 2).
Рис. 2. Пример выполнения расчётов фазового состава и
структуры сплава с помощью двойной диаграммы
Порядок выполнения работы
1. Вычертить в тетради в масштабе 2 : 1 указанную преподавателем диаграмму состояния (рис. 3, 4).
2. Заполнить диаграмму фазами, для чего необходимо:
• проанализировать диаграмму состояния: найти типы превращений, идущих при постоянной температуре на вашей
диаграмме: эвтектическое, эвтектоидное, перитектическое, перитектоидное. Концы фазовых линий, соответствующих этим
превращениям, упираются в однофазные области (показаны на рис. 1);

Страницы