Задачи по анализу диаграмм состояния двойных металлических сплавов

1.Зарисовать диаграмму состояния.

2.Обозначить линии диаграммы заглавными латинскими буквами.

3.Записать линии ликвидус и солидус.

4.Указать фазовый состав в каждой области диаграммы.

5.Дать определение каждой фазе.

6.Нанести на диаграмму линию заданного сплава.

7.Построить кривую охлаждения заданного сплава.

8.Схематически зарисовать структуру заданного сплава при комнатной температуре.

9.Определить процентное соотношение фаз в заданном сплаве при заданной температуре.

10.Определить концентрацию компонентов в каждой фазе заданного сплава при заданной температуре.

t°C
1400						Ж
1200
1084
1000	Ж+β									962°
800	β								Ж+α	α
						779°
600
								Э(β+α)
400
200								72
0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Cu						%Ag				Ag
Рис. 1. Диаграмма состояния «медь – серебро» (60% Сu, 800оС)

81

t°C
700			PbMg2								650°
600
								Ж+β
500
	Ж+α					468°
400									β
327
300		250°			Э(PbMg2+β)
200	α	)
		2
100		(α+PbMg		32
		Э
0		10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Pb						%Mg					Mg
Рис. 2. Диаграмма состояния «свинец – магний» (30% Pb, 500оС)
t°C											1451°
1400
					Ж
1300
						Ж+α
1200
1100
1084
1000							Ж
900
800
	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Cu							%Ni				Ni
Рис. 3. Диаграмма состояния «медь – никель» (40% Cu, 1300оС)

82

t°C
1100
1084
1000					As
				Ж
					3
900					Cu
800
700	Ж+α						710°
	α		681°					604°
600
500					As)		2
							As
					3		5
400					α+Cu		Cu
					(
					Э
300	0	10		20		30		40		50
Cu						%As				As
Рис. 4. Диаграмма состояния «медь – мышьяк» (90% Cu, 800оС)
t°C
700				Ж						631°
600
500
400						Ж+Sb
327
300	Pb+Ж				247°
200		Э(Pb+Sb)
100		13
0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Pb						%Sb				Sb

Рис. 5. Диаграмма состояния «свинец – сурьма» (20% Pb, 300оС)

83

t°C
400
327						Ж
300
		Ж+α								232°
200	α			183°					Ж+β
		19.5					62		97.4
										β
100
0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Pb						%Sn				Sn

Рис. 6. Диаграмма состояния «свинец – олово» (80% Pb, 250оС)

t°C
700	Ж	Э(Pb+Sb)
658
600	Ж+α	590°
500		33
α	5.7
400		Э(α+CuAl2)
300

200

100

0	5		10	15	20	25	30	35	40	45	50	54.1
Al							%Cu					CuAl2

Рис. 7. Диаграмма состояния «алюминий – медь» (80% Al, 600 оС)

84

t°C
1400										1414°
					Ж
1200
1000						Ж+Si
800	Ж+α
658							578°
600
400	α	Э(α+Si)
200
		11.7
0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Al					%Si					Si
Рис. 8. Диаграмма состояния «алюминий – кремний» (20% Al, 800 оС)
t°C
700					Ж
600
500										419°
400
300	Ж+Sn						Ж+Zn
232					199°
200
100		Э(Sn+Zn)
	8
0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Sn					%Zn					Zn
Рис. 9. Диаграмма состояния «олово – цинк» (20% Zn, 300 оС)

85

t°C
800											805°
					Ж		Mg4Ca3
700
		Ж+α
600
					Ж+Mg4Ca3					Ж+Ca
				516°
500							Ж+Mg4Ca3
										445°
400
300				Э(Mg+Mg4Ca3)					Э(Mg4Ca3+Ca)
200
100
	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Mg						%Ca					Ca
Рис. 10. Диаграмма состояния «магний – кальций» (10% Ca, 500 оС)
t°C
400											419°
					Ж
350
		Ж+α						Ж+β
321
300						266°				97.8
	α
250		2.9	Э(α+β)							β
200
150
100
		17.4
	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Cd						%Zn					Zn
Рис. 11. Диаграмма состояния «кадмий – цинк» (20% Zn, 300 оС)

86

t°C											959°
900
					Ж
800
700								Ж+Ge
658
600	α
500		Ж+α					424°
400		2.8			Э(α+Ge)
300
0		10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Al						%Ge					Ge
Рис. 12. Диаграмма состояния «алюминий – германий» (20% Ge, 600 оС)
t°C
1200				1115°				Ж
1100
1000				Ge
											959°
				2
900				Mg
800	Ж+Mg		Ж+Mg2Ge		Ж+Mg2Ge					Ж+Ge
										680°
700
			635°
650
600		Э(Mg+Mg2Ge)						Э(Mg2Ge+Ge)
0		10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Mg						%Ge					Ge
Рис. 13. Диаграмма состояния «магний – германий» (10% Ge, 700 оС)

87

t°C
1100
1000			Ж							959°
900
800	Ж+α
700							Ж+β			β
600	α
500		Э(α+β)
0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Sb					%Ge				Ge
Рис. 14. Диаграмма состояния «сурьма – германий» (20% Ge, 700 оС)
	t°C
	700				Ж
	600										631°
	500					α+Ж
	400
	300						α
	271
	200
	100
	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
	Sn					%Ge					Sb
Рис. 15. Диаграмма состояния «олово – сурьма» (30% Sb, 500 оС)

88

t°C
1400							Ж
1200
1084
1000		Ж+β									962°
800	β									Ж+α	α
							779°
600
									Э(β+α)
400
200									72
0		10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Cu							%Ag				Ag
Рис. 16. Диаграмма состояния «медь – серебро» (60% Сu, 800оС)
t°C
700				PbMg2							650°
600
								Ж+β
500
	Ж+α						468°
400										β
327
300		250°			Э(PbMg2+β)
200	α	)
		2
100		(α+PbMg			32
		Э
0		10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Pb						%Mg					Mg
Рис. 17. Диаграмма состояния «свинец – магний» (30% Pb, 500оС)

89

t°C

1451°

1400

Ж

1300

Ж+α

1200

1100

1084

1000

Ж

900

800

0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Cu						%Ni				Ni

Рис. 18. Диаграмма состояния «медь – никель» (40% Cu, 1300оС)

t°C
1100
1084
1000			As
		Ж
			3
900			Cu
800
700	Ж+α			710°
		681°
α					604°
600
500			As)	As
				2
			3	5
400			α+Cu	Cu
			(
			Э
300
0	10		20	30	40	50
Cu				%As		As

Рис. 19. Диаграмма состояния «медь – мышьяк» (90% Cu, 800оС)

90

t°C
700				Ж						631°
600
500
400						Ж+Sb
327
300	Pb+Ж				247°
200		Э(Pb+Sb)
100		13
0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Pb						%Sb				Sb
Рис. 20. Диаграмма состояния «свинец – сурьма» (20% Pb, 300оС)
t°C
400
327						Ж
300
		Ж+α								232°
200	α			183°					Ж+β
		19.5					62		97.4
										β
100
0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Pb						%Sn				Sn
Рис.21. Диаграмма состояния «свинец – олово» (80% Pb, 250оС)

91

Перечень ГОСТов на железоуглеродистые и цветные сплавы

1.	Сталь
Углеродистая обыкновенного		Конструкционная повышенной
качества		и высокой обрабатываемости
ГОСТ 380 – 71		резанием
Углеродистая качественная		ГОСТ 1414 – 75
ГОСТ 1050 – 74		Жаростойкая и жаропрочная
Легированная, конструкционная,		ГОСТ 5632 – 72
качественная, рессорно-пружинная		Коррозионностойкая
ГОСТ 1050 – 74		ГОСТ 5632 – 72
Углеродистая инструментальная		Магнитотвёрдая
ГОСТ 1435 – 74		(для постоянных магнитов)
Легированная инструментальная		ГОСТ 6862 – 71
ГОСТ 5950 – 73		Электротехническая
		ГОСТ 21427.0 – 75 …
Подшипниковая		ГОСТ 21427.3 – 75
ГОСТ 801 – 78		Сплавы твёрдые
Быстрорежущая
		спечённые
ГОСТ 19265 – 73		ГОСТ 3882 – 74

2.	Чугун
Серый		Высокопрочный
ГОСТ 1412 – 19		ГОСТ 7293 – 85
Ковкий		Жаростойкий
ГОСТ 1215 – 79		ГОСТ 7769 – 75

92

3. Алюминий и его сплавы

Алюминий ГОСТ 11069 – 74

Деформируемые сплавы		Литейные сплавы
ГОСТ 4784 – 74		ГОСТ 2685 – 75
4. Медь и её сплавы
Медь	ГОСТ 859 – 78
Латунь двойная и		Латунь литейная
многокомпонентная		ГОСТ 17711 – 80
деформируемая
ГОСТ 15527 – 70		Бронза оловянная литейная
Бронза оловянная		ГОСТ 613 – 79
деформируемая		Бронза безоловянная
ГОСТ 5017 – 74		литейная
Бронза безоловянная		ГОСТ 493 – 79
деформируемая		Медно-никелевые сплавы
ГОСТ 18175 – 78		ГОСТ 492 – 73

5.Титановые сплавы

ГОСТ 19807 – 74

6.Антифрикционные сплавы

Алюминиевые	ГОСТ 14113 – 78
Цинковые	ГОСТ 21437 – 75
Баббиты	ГОСТ 1320 – 74

7. Магний и его сплавы

Магний	ГОСТ 804 – 72
Деформируемые сплавы		Литейные сплавы
ГОСТ 14957 – 76		ГОСТ 2856 – 79

93