Диаграмма состояния сплавов, образующих ограниченные твердые растворы и претерпевающих перитектическое превращение
На рис. 11 изображена диаграмма состояния сплавов, образующих ограниченные твердые растворы и перитектику.
Линия TAMTB на диаграмме соответствует линии ликвидус, а линия TAENTB - линии солидус. Точка Е характеризует максимальную растворимость компонента В в компоненте А, а точка N - предельную растворимость компонента А в компоненте В. Линию MEN называют линией перитектического превращения. Перитектическим превращением называется такое превращение, при котором кристаллизуется только одна твердая фаза, образующаяся в результате взаимодействия ранее выделившейся твердой фазы с жидкой фазой сплава определенного состава:
LM + N E
Рис 11 Диаграмма состояния сплавов, образующих ограниченные
твердые растворы и перитектику
Рассмотрим перитектическое превращение для сплавов разного состава. В сплавах, имеющих концентрацию компонентов между точками M и E (сплав I) по достижении линии MEN, в равновесии находятся жидкая фаза состава точки M и -кристаллы состава точки N. При этой температуре протекает перитектическая реакция LM + N ↔ E + LM, в результате которой образуются кристаллы - твердого раствора. В этих сплавах после перитектического превращения в избытке оказывается жидкая фаза, поэтому процесс кристаллизации сплавов при перитектической температуре не заканчивается и при дальнейшем понижении температуры из жидкой фазы кристаллизуется - твердый раствор.
В сплавах, с концентрацией компонентов между точками E и N, образование - кристаллов происходит при перитектической температуре также в результате превращения LM + N ↔ E + N (сплав II). Для этих сплавов соотношение реагирующих фаз характеризуется избыточным количеством - фазы, поэтому в результате перитектического превращения часть - фазы остается неизрасходованной и сплавы после затвердевания будут иметь структуру, состоящую из ( + ) - фаз.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Дать определение диаграммам состояния систем.
Сформулируйте правило фаз.
Что называется конодой?
Сформулируйте правило отрезков.
В чем состоит различие между эвтектическим и эвтектоидным превращениями?
В чем состоит различие между перитектическим и эвтектическим превращениями?
Какие факторы влияют на фазовый состав сплава?
В чем отличие твердого раствора от химического соединения?
Что представляют собой полиморфные превращения?
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Изучить теоретическую часть.
Ознакомиться с заданием на практическую работу.
Получить у преподавателя индивидуальный раздаточный материал с термическими кривыми реальных двойных систем сплавов.
Выполнить задание.
Оформить отчет.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
1. По термическим кривым охлаждения построить диаграмму состояния системы предложенных Вам компонентов.
2. Дать характеристику диаграммы состояния:
Определить тип диаграммы;
Указать линии ликвидус и солидус;
Перечислить все фазы, присутствующие в сплавах данной системы в соответствии с диаграммой состояния.
3. В соответствии с вариантом по предложенным условиям для конкретного двойного сплава (табл. 1):
Определить химический состав фаз при указанной температуре;
Рассчитать количественное соотношение фаз при указанной температуре;
Описать процесс охлаждения и фазовые превращения в указанном сплаве во всем интервале температур: от температуры плавления до комнатной температуры. Пример выполнения практической работы приведен в приложении 1.
Таблица 1
Задания для практической работы
|
п/п |
Компоненты системы сплавов |
Концентрация компонентов соответственно, % |
Температура °С |
|
|
Sn-Bi |
90 : 10 |
190 |
|
|
Cu-Pd |
30 : 70 |
1260 |
|
|
Cd-Pb |
40 : 60 |
260 |
|
|
Pd-Au |
40 : 60 |
1450 |
|
|
Ag-Cu |
5 : 95 |
1000 |
|
|
Cu-Pt |
40 : 60 |
1350 |
|
|
Ti-Mo |
70 : 30 |
1850 |
|
|
Bi-Sb |
50 : 50 |
450 |
|
|
Ge-Si |
60 : 40 |
1280 |
|
|
Pb-Sb |
20 : 80 |
500 |
|
|
Ag-Ge |
95 : 5 |
775 |
|
|
Ag-Si |
80 : 20 |
1000 |
|
|
Mg-Cd |
20 : 80 |
430 |
|
|
Cu -Ni |
80 : 20 |
1175 |
|
|
Cd -Bi |
60 : 40 |
200 |
|
|
Au -Ge |
40 : 60 |
650 |
|
|
Ag - Pd |
80 : 20 |
1125 |
|
|
Ag - Au |
10 : 90 |
1053 |
|
|
Au - Si |
75 : 25 |
950 |
|
|
Ti - Nb |
70 : 30 |
1900 |
|
|
Ti - Mo |
80 : 20 |
1800 |
|
|
Ti - Та |
60 : 40 |
1900 |
|
|
Ti - Cr |
70 : 30 |
1450 |
|
|
Ti - V |
90 : 10 |
1640 |
|
|
Ti - Si |
40 : 60 |
1400 |
ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ
Отчет должен содержать:
Наименование работы
Цель работы
Выполненные задания:
построенную диаграмму, ее анализ,
количественное соотношение и химический состав фаз в заданном сплаве при заданной температуре,
описание процессов при охлаждении сплава заданного состава
Выводы по работе
ПРИЛОЖЕНИЕ 1