Структурные составляющие системы

МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ УГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ

Лабораторный практикум

Содержание

Лабораторная работа № 1

Термический анализ сплавов

Лабораторная работа № 2

Микроскопический анализ металлов и сплавов. Структура углеродистой стали

Лабораторная работа № 3

Диаграмма состояния железо-углерод. Структура, свойства и применение чугунов

Лабораторная работа № 4

Влияние холодной пластической деформации и температуры рекристаллизации на структуру и свойства металлов

Лабораторная работа № 5

Закалка углеродистых сталей

Лабораторная работа № 6

Отпуск стали

Лабораторная работа № 7

Отжиг и нормализация стали

Лабораторная работа № 8

Химико-термическая обработка стали

Лабораторная работа № 1

Термический анализ сплавов

Цель работы

1. Освоить метод термического анализа и принцип построения диаграмм состояния.

2. Приобрести навыки анализа диаграмм состояния двойных сплавов.

Приборы, материалы, учебные пособия

1) Термическая печь.

2) Гальванометр.

3) Термопары хромель-алюмель.

4) Сплавы Zn-Sn:

4% Zn + 96% Sn;

8% Zn + 92% Sn;

40% Zn + 60% Sn;

60% Zn + 40% Sn.

5) Альбом микроструктур, справочные материалы.

Построение и анализ диаграмм состояния

Структурные составляющие системы

Диаграмма состояния или диаграмма равновесия – графическое изображение равновесных состояний сплава в виде точек в n -мерном пространстве, по осям координат которого отложены n независимых параметров состояния рассматриваемого сплава.

Параметр состояния – физическая величина, служащая в термодинамике для характеристики состояния рассматриваемой системы, например, давление, температура, концентрация элементов и т. д.

В данной работе будут рассматриваться диаграммы состояния в координатах: концентрация компонентов – температура.

Компонентами называются простейшие вещества, которые определяют состав сплава, и концентрация которых является независимой от остальных параметров.

Чистый металл представляет собою однокомпонентную систему, сплавы из двух компонентов – двухкомпонентную и т. д.

Однородная часть неоднородной системы, имеющая границы раздела с другими частями системы и взаимодействующая с ними, называется фазой. Фазами могут быть сами компоненты, их химические соединения, жидкие и твердые растворы.

Химическое соединение – химически индивидуальное вещество, в котором атомы одного (как, например, О₂) или различных (как, например, КСl) элементов соединены между собою тем или иным видом химической связи. Химическое соединение описывается определенной химической формулой, образует кристаллическую решетку, которая отличается от кристаллических решеток элементов образующих это химическое соединение.

Твердые растворы – однородные кристаллические вещества, состоящие из двух или большего числа компонентов и сохраняющие однородность при изменении соотношений между компонентами в определенном интервале концентраций. В твердых растворах атомы одного или нескольких компонентов находятся в кристаллической решетке одного из компонентов, который называется растворителем.

Различают твердые растворы замещения, внедрения, вычитания. В твердых растворах замещения, образованных двумя или несколькими металлами (например, медью и никелем), атомы одного металла (Ni) размещаются в узлах кристаллической решетки другого (Cu) вместо атомов Сu. В твердых растворах внедрения атомы неметалла (обычно) располагаются в промежутках между атомами металла, которые находятся в узлах кристаллической решетке. Твердые растворы вычитания образуются только на основе химических соединений. При растворении компонента А в химическом соединении А и В, часть узлов решетки, принадлежащих компоненту В, делается вакантной (вычитается из решетки).

Твердые растворы обозначаются греческими буквами: a, b, g, d и т. д.

В сплавах имеются структурные составляющие: эвтектика и эвтектоид.

Эвтектика – тонкая смесь кристаллов различных компонентов или фаз, одновременно закристаллизовавшихся из жидкости определенного (эвтектического) состава при температуре ниже температуры плавления отдельных компонентов.

Эвтектоид – аналогичная эвтектике структурная составляющая металлических сплавов, но в отличие от нее образующаяся не из жидкой, а из твердой фазы.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: