Материаловедение. Барышев Г.А - 23 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

• найти и обозначить все однофазные области на диаграмме (жидкую и твёрдые);
• применив правило отрезков, заполнить все двухфазные области на диаграмме.
Правило отрезков
для описания фазового состава сплава.
Для описания фазового состава при температуре
t
1
сплава в
двухфазной области
надо
провести из точки сплава
X
влево и вправо от неё горизонтальную линию постоянной температуры
t
1
до границ данной области до пересечения с линиями диаграммы (показаны стрелками в точках
m
и
n
на рис. 2). Отрезок
mXn
называется
конòда
и позволяет описать фазовый состав сплава
X
.
1) Однофазные области, в которые упираются концы коноды, указывают, какие фазы присутствуют в нашем сплаве (α
+ β).
Этот пункт правила отрезков поможет заполнить диаграмму фазами.
Пример: область
abd
на рис. 2 лежит между однофазными областями α и Ж, поэтому она состоит из двух фаз α + Ж.
2) Проекция точки
m
на ось концентраций – точка
1
t
α
покажет химический состав α-раствора при температуре
t
1
(13 %
B
и остальное – 87 %
А
). Проекция точки
n
на ось концентраций – точка
1
t
β
покажет химический состав β-раствора (74 %
B
и
остальное – 26 %
А
).
3) Точка сплава
X
разбивает коноду
mXn
на отрезки
mX
и
Xn
.
Количество фазы пропорционально длине отрезка коноды, противоположного этой фазе.
Измеряем длину коноды
mXn
и отрезков
mX
и
Xn
(обычно в мм)
.
Количество фазы α –
%100×=
α
mXn
Xn
Q
и количество
фазы β
%100
mXn
mX
Q
=
β
при температуре
t
1
.
Примечание: больше количество той фазы, к которой точка сплава ближе на коноде.
Пример. На рис. 2 точка сплава
X
ближе к α-раствору. Поэтому
%3,72%100
65
47
==
α
Q
,
а
%7,27%100
65
18
==
β
Q
.
3.
Описать
фазовый
состав
сплава
X
при
температуре
t
в
соответствии
с
выданным
преподавателем
заданием
,
используя
правило
отрезков
.
Фазовый
состав
сплава
показывает
:
•
какие
фазы
в
него
входят
;
•
химический
состав
каждой
фазы
;
•
количество
каждой
фазы
.
4.
Построить
кривую
охлаждения
сплава
X
в
координатах
температура
t–
время
τ
(
для
каждого
отрезка
кривой
указать
вариантность
системы
с
помощью
правила
фаз
Гиббса
).
Для
этого
через
точку
Вашего
сплава
X
надо
провести
вертикальную
линию
от
оси
химического
состава
до
жидкой
фазы
на
двойной
диаграмме
.
Эта
линия
сплава
при
пересечении
с
фазовыми
линиями
двойной
диаграммы
даст
критические
точки
Вашего
сплава
,
в
которых
в
нём
происходят
фазовые
превращения
.
Их
положение
надо
перенести
на
ось
температур
графика
кривой
охлаждения
и
пронумеровать
1, 2, 3
и
т
.
д
.
Кривая
охлаждения
начинается
с
точки
0
на
оси
температур
,
лежащей
на
100…200 °
С
больше
,
чем
самая
верхняя
критическая
точка
(
рис
. 2).
Будет
ли
падать
температура
при
охлаждении
Вашего
сплава
,
покажет
число
степеней
свободы
,
рассчитанное
по
правилу
фаз
Гиббса
С
=
К
–
Ф
+ 1 = 3 –
Ф
.
Там
,
где
изменяется
значение
С
,
обязательно
на
кривой
охлаждения
образуется
перегиб
,
а
если
С
= 0,
то
образуется
ступенька
(
фазовое
превращение
идет
при
постоянной
температуре
).
Если
сплав
пересекает
горизонтальные
линии
эвтектики
,
эвтектоида
,
перитектики
или
перитектоида
(
надо
написать
уравнение
этого
превращения
рядом
с
кривой
),
то
в
этих
точках
С
= 0.
На
оси
времени
графика
масштаб
отсутствует
,
так
как
равновесные
диаграммы
строятся
в
предположении
бесконечно
медленного
охлаждения
.
5.
Нарисовать
структуру
сплава
после
полного
охлаждения
.
Структура
сплава
показывает
форму
,
размеры
и
взаимное
расположение
зёрен
каждой
фазы
в
материале
.
Для
этого
надо
поэтапно
рисовать
структуру
сплава
в
конце
каждого
участка
термической
кривой
.
Рассмотрим
это
на
примере
рис
. 2.
В
точке
1
структуру
рисовать
не
надо
(
сплав
жидкий
).
В
точке
2
на
отрезке
db
сплав
на
диаграмме
состоит
из
двух
фаз
α
-
раствора
и
жидкости
ближе
к
α
.
Поэтому
в
структуре
больше
первичных
кристаллов
α
I
,
чем
жидкости
.
На
участке
2–2
'
зерна
α
I
неизменны
,
а
жидкость
состава
точки
b
испытывает
эвтектическое
превращение
β
+
α
→
Ж
. Поэтому в точке
2
' вместо жидкости будут зерна эвтектики (пластинчатой на рис. 2). При дальнейшем
охлаждении сплава
X
его фазовый состав меняется, так как уменьшается растворимость компонента
В
в α-растворе (по
кривой
df
) и компонента
А
в β-растворе (по кривой
eg
); кроме того меняется и величина отрезков (количество каждой фазы).
В сплаве есть структурно свободные зерна α-раствора, на границах которых при охлаждении выделяются атомы компонента
В
в виде вторичных зерен β
II
.
При ответе на вопрос: «Опишите структуру Вашего сплава после полного охлаждения» – следует сказать (на примере
рис. 2):
Структура
сплава
состоит
из
зёрен
пластинчатой эвтектики (α + β) и первичных огранённых зерен α-раствора, на
границах которых круглые включения β
II
.

Страницы