Главная » Все файлы » Просмотр файлов из архивов » Документы » Метода- АНАЛИЗ ДИАГРАММ СОСТОЯНИЯ ДВОЙНЫХ СПЛАВОВ

Метода- АНАЛИЗ ДИАГРАММ СОСТОЯНИЯ ДВОЙНЫХ СПЛАВОВ, страница 2

Документ Метода- АНАЛИЗ ДИАГРАММ СОСТОЯНИЯ ДВОЙНЫХ СПЛАВОВ, страница 2, который располагается в категории "" в предмете "материаловедение" израздела "".Метода- АНАЛИЗ ДИАГРАММ СОСТОЯНИЯ ДВОЙНЫХ СПЛАВОВ, страница 2 - СтудИзба2016-06-10СтудИзба

Описание файла

Документ из архива "Метода- АНАЛИЗ ДИАГРАММ СОСТОЯНИЯ ДВОЙНЫХ СПЛАВОВ", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "материаловедение" из раздела "", которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "книги и методические указания", в предмете "материаловедение" в общих файлах.

Онлайн просмотр документа "Метода- АНАЛИЗ ДИАГРАММ СОСТОЯНИЯ ДВОЙНЫХ СПЛАВОВ"

Текст 2 страницы из документа "Метода- АНАЛИЗ ДИАГРАММ СОСТОЯНИЯ ДВОЙНЫХ СПЛАВОВ"

Фазовый анализ осложняется, если области твердого раствора или промежуточной фазы очень узки и вырождаются в линии на д.с. в принятом масштабе их изображения. В этом случае условно принимается, что в сплавах появляются кристаллы компонентов А или В и промежуточной фаза AmBn (см. рис. 4). Формальное применение правила чередования областей может привести к ошибкам. Чтобы их избежать, анализ следует начинать с заведомо однофазной области жидкого раствора “ж”, расположенной выше ликвидуса системы ACDBSG. Все области, примыкающие к ней слева и справа, двухфазные. Это области AEC, CFD, DHB, IPSB, SGK. В этих областях присутствует жидкость и другая фаза, определить которую можно с помощью правила концентраций. Для этого следует воспользоваться этим правилом для двух температур в каждой области и проанализировать составы фаз.

Область AEC. При изменении температуры от точки m до точки m1 состав фазы, лежащей за линией AE , изменяется. Следовательно, это фаза переменного состава, обозначим ее . Область фазы примыкает к компоненту А. Следовательно, фаза есть твердый раствор A(B).

Область CDF. При температурах точек m и m1 состав твердой фазы одинаков и соответствует формуле AmBn. Следовательно, наряду с жидкостью в этой области присутствуют кристаллы AmBn.

Область GSK. При всех температурах состав твердой фазы – 100% B. Следовательно, эта фаза – кристаллы компонента В.

Область IPSB. Состав фазы, расположенной слева от области IPSB, меняется при изменении температуры. Обозначим эту фазу буквой . Область фазы не примыкает к компоненту А или В. Следовательно, – промежуточная фаза переменного состава.

Аналогично определяется фазовый состав других областей диаграммы состояния.

При температуре Т1 на диаграмме рис. 4 имеет место такая последовательность областей: mBn; AmBn (линия одной фазы); AmBn + B; B (линия одной фазы).

Сверху на рис.4 показаны в увеличенном масштабе области диаграммы вблизи точек G и D. Видно, что линии одной фазы на диаграмме в действительности есть узкие области гомогенности промежуточной фазы и твердого раствора на базе компонента В.

В некоторых сплавах твердые растворы испытывают расслоение (рис.5) или упорядочение (рис.6). В первом случае на д.с. появляется купол расслоения, под которым находится двухфазная область твердых растворов различного химического состава иПравило чередования областей в этом случае не нарушается и такую диаграмму можно прочитать по изложенным выше правилам. Образование сверхструктур (упорядочение), если оно происходит как фазовый переход I рода, приводит к появлению однофазных и двухфазных областей с обычным их чередованием: неупорядоченный твердый раствор); (упорядоченный твердый раствор); другой упорядоченный твердый раствор);  (см. рис. 6 а)). Образование сверхструктур как фазовый переход II рода не приводит к появлению на д.с. двухфазных областей и однофазные области неупорядоченного раствора и упорядоченного чередуются (см. рис.6 б)).

Рис. 4. Фазовый и структурный анализ диаграммы с фазами постоянного состава.

Рис. 5. Диаграмма состояния для случая расслоения твердого раствора.

а) б)

Рис. 6. Диаграммы состояния с упорядоченными твердыми растворами.

Изотермические превращения.

В диаграммах состояния встречаются восемь видов изотермических превращений, приводящих к трехфазному равновесию. Геометрические образы, реакции, происходящие при охлаждении, и названия изотермических превращений приведены на рис.7. Все сплавы, состав которых попадает в интервал концентраций горизонтальных линий (от А до С на рис. 7), при температурах этих линий претерпевают совершенно одинаковые превращения. Эти превращения можно определить, проследив за изменением фазового состава сплава концентрации точки В при переходе горизонтальной линии.

Структурный анализ диаграмм состояния.

Структурный анализ заключается в определении структурных составляющих в областях диаграмм состояния. Структурными составляющими называются обособленные части сплавов, имеющие одинаковое строение и фазовый составстав с присущими им характерными особенностями. Структурными составляющими могут быть кристаллы фаз первичные (выделяющиеся из жидкости) или вторичные (выделяющиеся из других кристаллов), эвтектики, эвтектоиды, монотектоиды. Структурный анализ дополняет фазовый и проводится в областях под линиями эвтектоидного, эвтектического или монотектоидного превращений.

Структурный анализ следует начинать с проведения вертикальных пунктирных линий от крайних и средних точек линий эвтектического, эвтектоидного и монотектоидного превращений. Эти линии разобьют области на зоны с различными структурами, для определения которых следует проследить процесс формирования структурных составляющих при охлаждении от жидкого состояния в одном из сплавов каждой зоны. Фазовые и структурные составляющие легко определить, воспользовавшись правилами концентраций и отрезков для нескольких температур в каждой области и на горизонтальных линиях.



Рис. 7. Виды трехфазных равновесий как результат изотермических превращений в сплавах.

Рассмотрим формирование структуры сплава I на диаграмме рис. 4.

Процесс кристаллизации начинается в точке 1 с выделения кристаллов состава точки 11. По мере понижения температуры до точки 2 состав образующихся кристаллов меняется по солидусу IP от точки 11 до точки P. Количество образующихся кристаллов увеличивается пропорционально отрезку mb и при температуре точки 2 достигает значения, определяемого отношением 2S/PS. Состав расплава меняется по линии BS от точки 1 до точки S, а его количество уменьшается и составляет при температуре 2 часть сплава, определяемого отношением P2/PS. Точка 2 находится на линии эвтектического превращения PSK. Следовательно, сплав 1 испытывает эвтектическое превращение: ЖS эвтектика [PBK]. Непосредственно под линией PSK структура сплава : эвтектика +P. При дальнейшем охлаждении состав  кристаллов изменяется от точки P до точки V, т.е. содержание компонента B в кристаллах уменьшается, а масса кристаллов B в структуре увеличивается пропорционально отрезку ск, длина которого растет с понижением температуры. Следовательно, при охлаждении от точки 2 до точки 3 в сплаве происходит выделение вторичных кристаллов В из  кристаллов:

P - P+ BII.

Структура сплава I ниже эвтектической линии: IIэвт[B+BII].

Происходящие превращения при охлаждении сплавов часто записываются в сокращенном виде, как правило на кривой охлаждения (см. рис. 4).

Правило отрезков позволяет определить и относительные массы структурных составляющих. Если структурных составляющих больше двух, это правило приходится применять несколько раз, начиная с температуры эвтектического (эвтектоидного, монотектоидного) превращения.

Рассмотрим сплав I. Его структура при температуре точки 3 - IIэвтектика. Эвтектика образовалась из жидкости на линии PSK. Следовательно, количество эвтектики в сплаве при температуре Т3 равняется количеству жидкости при температуре эвтектической линии:

.

Структурно свободные кристаллы II образовались из кристаллов p , имевшихся непосредственно над линией PSK. Следовательно,

Таким образом определено, какую часть сплава составляет эвтектика и какую часть сплава составляет кристаллы II в сумме. Для того чтобы определить по отдельности доли этих кристаллов, рассмотрим сплав состава точки Р. Этот сплав при температуре Т2 целиком состоит из кристаллов P , а при температуре Т3 долиV и ВII определяются отношениями:

и ;

Кристаллы P составлят только часть структуры сплава I при температуре Т2, поэтому массовые доли V и ВII при температуре Т3 в нем будут определяться произведением двух отношений. Имеем:

и ;

Отрезки PS, P2 и 2S можно заменить равными им отрезками P1S1, P13 и 3S1. Окончательно при температуре Т3 имеем:

Рис.8. Диаграмма для определения относительной доли структурных составляющих сплавов.

Видно, что массовые доли структурных составляющих меняется по линейному закону в функции состава сплавов от нулевого до максимального значения. С помощью несложных рассуждений можно построить структурные диаграммы, позволяющие определять доли всех структурных составляющих во всех сплавах (Рис.8)

Построение диаграммы состояния по заданным условиям.

Дейсвенным способом контроля и самоконтроля усвоения двойных д.с. является конструирование их по заданным условиям (компоненты полиморфны или не полиморфны, наличие или отсутствие промежуточных фаз, определенный набор изотермических равновесий и т.д.).

Рис. 9. Конструирование диаграммы с заданными изотермическими равновесиями.

(1-синтектическое, 2-монотектическое, 3, 4 – эвтектическое, 5- эвтектоидное, 6 – монотектоидное)

Допустим, требуется построить диаграмму состояния, в которой присутствуют: одно монотектическое, одно синтектическое, два эвтектических, одно эвтектоидное и одно монотектоидное превращения. Вначале следует начерить их геометрические образы, затем приступить к компоновке, стремясь к тому, чтобы число фаз было минимальным (рис 9)Видно, что жидкости, участвующие в монотектическом и синтектическом превращениях, могут участвовать в эвтектических, а продукт синтектического – испытывать эвтектоидное. Монотектоидное превращение, связанное с расслоением твердой фазы, может быть расположено в области твердого раствора на базе одного из компонентов. Второй фазой, требующейся для реакции, будет твердый раствор на базе второй модификации этого компонента.Построение диаграмм состояния контролируется с помощью правил фаз и концентраций. Следствием этих правил (и некоторых других правил фазового равновесия) являются следующие положения.

  1. Области, лежащие слева и справа от однофазной – двухфазные. Исключение – фазовые переходы второго рода. Линии таких превращений следует проводить пунктиром.

  2. На горизонтальных линиях присутствуют не более трех фаз.

  3. Трехфазных областей быть не может.

  4. Продолжения линий, ограничивающих однофазную область, должны находиться в двухфазных областях.

На рис. 10 приведены некоторые случаи ошибочного построения диаграмм состояния.

Рис. 10. Примеры ошибочного построения диаграмм состояния.

3


Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Нет! Мы не выполняем работы на заказ, однако Вы можете попросить что-то выложить в наших социальных сетях.
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
3894
Авторов
на СтудИзбе
711
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее