Пример выполнения практической работы «Построение и анализ диаграмм состояния двойных систем»

Задание 1 Система Ag-Ge. Получить у преподавателя термические кривые для этой системы (рис 1). Все точки перегибов, имеющиеся на термических кривых, необходимо нанести на миллиметровую бумагу в координатах «температура – концентрация». Для построения диаграммы состояния необходимо соединить одной линией все верхние точки, а другой все нижние точки (рис 2).

Задание 2

2.1 Диаграмма состояния системы с ограниченной растворимостью и механической смесью компонентов.

2. АЕВ - линия ликвидус; ACED-линия солидус.

3. L - жидкая фаза;

α - твердый раствор Ge в Ag;

(L + α) - жидкая фаза и α - твердый раствор;

(L + Ge) - жидкая фаза и Ge;

(α + Ge) - твердый раствор α и Ge.

Задание 3

3.1 При температуре 775°С сплав состава 95% Ag и 5% Ge имеет следующий химический состав фаз:

жидкая фаза L → 89% Ag + 11% Ge;

твердая фаза α → 96% Ag + 4%Ge.

3.2 При заданных условиях количественное соотношение фаз определяют в соответствии с правилом отрезков cb=6 мм, ab=7 мм, aс =1 мм (рис 2):

Qα = cb/ab; Q_L = ac/ab. Qα = 6/7 ;Q_L = l/7.

В процентном соотношении можно представить в следующем виде:

Qα = (6/7) • 100% = 85,7% ;

Q_L = 100% - 85,7% = 14,3%.

Задание 4

Процесс кристаллизации сплава при заданных условиях будет происходить следующим образом. Выше точки 1 сплав представляет собой жидкий раствор. В точке 1, соответствующей температуре 895°С, создаются условия для кристаллизации. При переохлаждении из жидкого раствора выделяются кристаллы α - твердого раствора Ge в Ag . Количество кристаллов α - твердого раствора по мере понижения температуры будет увеличиваться. Кристаллизация заканчивается в точке 2.

Ниже точки 2, соответствующей температуре 730°С, сплав будет находиться в твердом состоянии и до точки 3, соответствующей температуре 542°С, будет сохраняться в форме α - твердого раствора. В точке 3 твердый раствор достигает предела растворимости для данной температуры, т.е. твердый раствор α оказывается пересыщенным компонентом Ge, поэтому из α - твердого раствора начинает выделяться избыточный компонент в виде кристаллов чистого Ge.

При температуре ниже точки 3 сплав состоит из двух фаз: кристаллов α - твердого раствора и кристаллов Ge. Состав кристаллов α - твердого раствора изменяется по линии CF.

После окончательного охлаждения сплав будет состоять из кристаллов α – твердого раствора состава, отвечающего точке F и некоторого количества избыточных кристаллов Ge.

Рис.2 Диаграмма состояния системы сплавов Ag-Ge

Работа №10

Тема: «Диаграмма состояния железо – углерод»

Цель:освоить приемы использования диаграммы равновесия «железо - углерод» для определения количественного и качественного фазового состава и структуры железо-углеродистых сплавов заданного состава при заданной температуре.

Задачи:

• научиться рассчитывать концентрацию углерода в сплавах;

• научиться описывать процесс кристаллизации различных сплавов;

• научиться рассчитывать относительное соотношение фаз в заданном сплаве при комнатной температуре;

• научиться определять интегральную твердость сплава заданного состава.