- •Материаловедение и технология конструкционных материалов
- •Часть 2
- •2.1. Понятие о диаграммах состояния
- •2.2. Сплавы с отсутствием растворимости в твердом состоянии (дс I типа)
- •2.2.1. Условия получения дс I типа
- •2.2.2. Вид дс и смысл линий
- •2.2.3. Области диаграммы состояния
- •2.2.4. Кристаллизация различных сплавов в системе
- •1) Сплавы, содержащие 0…13% Sb
- •2) Сплавы, содержащие больше 13% Sb
- •3) Сплав, содержащий 13% Sb
- •2.2.5 Структуры, получаемые в системе
- •2.2. Сплавы с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии
- •2.2.1. Области диаграммы состояния
- •2.2.2. Кристаллизация сплавов в равновесных условиях
- •2.2.3. Кристаллизация сплавов в неравновесных (реальных) условиях
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Результаты работы
- •5. Охрана труда
- •Контрольные вопросы а. По системе с отсутствием растворимости в твердом состоянии (Pb-Sb)
- •В. По системе с неограниченной растворимостью (Cu-Ni)
- •2.1.5. Кристаллизация сплавов разных концентраций кремния
- •2.1.6.Структуры, получаемые в системе
- •2.1.7. Морфология вторичных кристаллов
- •2.1.8. Строение эвтектики
- •2.1.9. Влияние модифицирования на структуру силумина
- •2.2. Сплавы с ограниченной растворимостью и перитектическим превращением
- •2.1.2. Вид диаграммы состояния олово-сурьма и ее анализ
- •2.1.3. Характеристика диаграммы состояния
- •2.1.4. Области на диаграмме состояния
- •2.1.5. Смысл линий и характерные точки
- •2.1.6. Сущность перитектического превращения и его продукт
- •2.1.7. Кристаллизация разных сплавов в системе
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Охрана труда
- •Контрольные вопросы Список литературы
3. Порядок выполнения работы
1) написать в отчет цель работы и краткие сведения из теории;
2) получить у преподавателя номер сплава и нарисовать для него кривую охлаждения, подсчитать количество фаз во всех температурных интервалах и количество структурных составляющих в конце охлаждения, нарисовать схему структуры сплава.
4. Результаты работы
Структура и фазовый состав сплавов представлены в табл.3 и на рис.4.
Таблица 3. Структура и фазовый состав сплавов в системе Cu-Ni
№ |
Химический состав сплава |
Структура |
Количество структурных составляющих, % |
Фазы |
Количество фаз, % |
1 |
40%Ni+60%Cu |
α-твёрдый раствор |
100 |
α |
100 |
2 |
60%Ni+40%Cu |
- |
100 |
α |
100 |
3 |
60%Ni+40%Cu после литья |
α-дендритное строение |
100 |
α |
100 |
4 |
60%Ni+40%Cu литье + гомогенизирующий отжиг |
α-полиэдрические зерна |
100 |
α |
100 |
5 |
60%Ni+40%Cu ХПД+отжиг |
α- полиэдрические зерна с двойниками |
100 |
α |
100 |
Рис. 6. Фотографии и схемы структур сплавов после различных обработок
Выводы по системе Сu-Ni:
1. Структура сплавов во всем интервале кристаллизаций представляет собой α-твердый раствор и не зависит от химического состава сплава.
2. Фазовый и структурный состав сплавов совпадает.
3. Кристаллизация в неравновесных условиях приводит к дендритной структуре и развитию дендритной ликвации.
4. Дендритная ликвация может быть исправлена гомогенизационным (диффузионным) отжигом или холодной пластической деформацией и гомогенизационным отжигом, приводящим систему в равновесное состояние с равноосными полиэдрическими зернами.
5. Охрана труда
1. К лабораторным работам допускаются студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности и изучившие устройство и работу применяемого оборудования.
2. При выполнении лабораторной работы по анализу фазовых превращений и структуры двухкомпонентных сплавов студенты руководствуются инструкцией, имеющейся в металлографической лаборатории металлургического факультета, где проводится данная работа.
Контрольные вопросы а. По системе с отсутствием растворимости в твердом состоянии (Pb-Sb)
-
Какие компоненты образуют ДС такого типа?
-
Какие фазы и структурные составляющие могут присутствовать в сплаве такой системы после затвердевания, из чего это следует?
-
Что представляет собой сплав выше линии ликвидус?
-
Чем заканчивается первичная кристаллизация в этой системе?
-
Что такое первичная кристаллизация?
-
Что такое первичные кристаллы? Их структурный признак?
-
Что такое эвтектическое превращение?
-
Продукт эвтектического превращения?
-
Что такое эвтектика?
-
Что представляет собой эвтектика в данной системе?
-
Эвтектика – это фаза или структурная составляющая (простая, сложная)?
-
PbI (SbI) в окончательной структуре – фаза или структурная составляющая?
-
PbI (SbI) в межкритическом интервале – фаза или структурная составляющая?
-
Сколько областей одинакового фазового состава на ДС?
-
Сколько областей одинакового фазового и структурного состава на ДС ниже линии солидус?
-
В какой точке заканчивается формирование структуры сплава данного состава?
-
Есть ли фазовые превращения в сплавах данной системы ниже линии солидус?
-
Что такое эвтектическая точка? Эвтектическая концентрация?
-
Что такое эвтектический сплав, его структурный признак?
-
Что такое доэвтектический сплав, его структурный признак?
-
Есть ли разница в структуре 2-х доэвтектических сплавов?
-
Построить кривую охлаждения с учетом темпа кристаллизации. Написать фазовые переходы, подсчитать степени свободы во всех фазовых областях?
-
Определить состав эвтектического сплава, имеющего такое же количество эвтектики, как сплав 6,5% Sb?
-
Определить количество фаз и структурных составляющих в до- и заэвтектических сплавах при комнатной температуре?
-
Определить в доэвтектическом сплаве количество Pb как фазы и разделить его на структурные составляющие (PbI и Pbэвт).
-
Как меняется состав жидкой фазы в процессе кристаллизации до- и заэвтектического сплава (качественно и по какой кривой)?
-
Определить количество фаз в эвтектике.
-
Определить состав и количество жидкой фазы в до и заэвтектическом сплаве при эвтектической температуре.
-
Нарисовать структуру сплавов при комнатной температуре.
-
Совпадает ли фазовый и структурный состав сплавов этой системы при комнатной температуре?
-
Написать структуру до-, за- и эвтектического сплавов, указать фазы и структурные составляющие(простые и сложные).
-
Как изменяются механические и литейные свойства в сплавах этой системы?
-
Показать область литейных сплавов.
-
Сравнить обрабатываемость резанием и давлением в сплавах системы I и II.