Библиографический список

1. Лахтин Ю.М. Материаловедение/Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьев. М.: Машиностроение, 1990. 528 с.

2. Геллер Ю.А. Материаловедение, методы анализа, лабораторные работы и задачи / Ю.А. Геллер, А.Г. Рахштадт. М.: Металлургия, 1989. 456 с.

3. Грачев С.В. Физическое металловедение/С.В. Грачев, В.Р. Бараз, А.А. Богатов. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. 354 с.

4. Фетисов Г.П. Материаловедение и технология металлов/Г.П.Фетисов [и др.]. М.: Высшая школа, 2002. 638 с.

5. Солнцев Ю.П. Материаловедение/Ю.П. Солнцев, А.И. Пряхин, Ф. Войткук. М.: МИСИС, 1999. 600 с.

6. Мальцева Л.А. Материаловедение/Л.А. Мальцева, М.А. Гервасьев, А.Б. Кутьин. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2006. 280 с.

7. Начала металлургии/В.И.Коротич [и др.]. Екатеринбург: УГТУ, 2000. 392 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Диаграммы состояния некоторых двойных систем

Рис. П.1.1. Диаграмма состояния системы олово-сурьма

Рис. П.1.2. Диаграмма состояния системы олово-свинец

Рис. П.1.3. Диаграмма состояния системы сурьма-теллур

Рис. П.1.4. Диаграмма состояния системы алюминий-кремний

Рис. П.1.5. Диаграмма состояния системы медь-цинк

Рис. П.1.6. Диаграмма состояния системы серебро-медь

Рис.П.1.7. Метастабильная диаграмма состояния системы железо-углерод

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Пример выполнения домашнего задания

Кафедра безопасности жизнедеятельности

Домашнее задание №1

по курсу «Материаловедение и технология материалов»

Вариант №…

Студент

1. Вычертите диаграмму состояния системы Pb-Mg (свинец-магний):

а) перечислите твердые фазы имеющиеся в рассматриваемой системе, дайте им краткую характеристику;

б) опишите фазовые превращения в сплаве с 70 %Pb, 30 %Mg при охлаждении;

в) определите для заданного сплава:

• химический состав фаз (концентрацию компонентов в фазах) при температурах 400, 500, 650 ^oC;

• количество каждой фазы в % при температуре 400 ^оС;

• структурные составляющие при комнатной температуре.

На диаграмме состояния системы Mg-Pb существуют следующие фазы: жидкость (L), чистый магний (Mg), чистый свинец (Pb), химическое соединение (Mg₂Pb).

При охлаждении в сплаве с 70 %Pb, 30 %Mg происходят фазовые преврашения, описанные ниже:

В точке а из жидкости начинают выделяться первые кристаллы химического соединения Mg₂Pb. При последующем охлаждении количество твердого химического соединения увеличивается. При этом состав оставшейся жидкости изменяется по линии аd. При достижении температуры 460 ^оС оставшаяся жидкость кристаллизуется по эвтектическому механизму: L → Mg + Mg₂Pb. Образуются твердый магний и химическое соединение.

При дальнейшем охлаждении количество и состав фаз не изменяется.

Химический состав фаз при температурах:

• 400 ^оС – твердый магний и химическое соединение Мg₂Pb;

• 500 ^оС – жидкая фаза с составом а' и химическое соединение Мg₂Pb;

• 650 ^оС – только расплав магния с содержанием свинца 30%.

Количество фаз при температуре 400 ^оС определяется по правилу рычага:

• магния mn/kn = 10/80 = 12,5 %;

• химического соединения Мg₂Pb km/kn = 70/80 = 87,5 %.

При комнатной температуре структура сплава – эвтектика (Mg + Mg₂Pb) и выделения первичной фазы - Мg₂Pb. Схематично структура сплава имеет вид, изображенный ниже.

2. Вычертите метастабильную диаграмму состояния системы железо-углерод (рис.П.1.7):

а) дайте определение фазам аустенит и цементит;

б) опишите фазовые превращения в сплаве с содержанием углерода 1,6% при охлаждении;

в) определите для заданного сплава:

• химический состав фаз (содержание углерода в фазах) при температурах эвтектоидной, 1100, 1300 ^оС;

• количество каждой фазы в % при температуре 1300 ^оС;

• структурные составляющие при комнатной температуре.

Аустенит – это твердый раствор внедрения углерода в ГЦК-железе. Это пластичная фаза, легко деформируется.

Цементит – это химическое соединение Fe₃C. Хрупкая, очень твердая фаза.

При охлаждении и достижении температуры, соответствующей точке а, из жидкого металла начинают выделяться твердые кристаллы аустенита с составом в. При дальнейшем охлаждении состав жидкости изменяется по линии ad, а состав аустенита  по линии be. По достижении точки е вся жидкость перешла в аустенит. В интервале ef существует только аустенит состава с. Ниже точки f аустенит оказывается пересыщен по углероду и из него выделяются пластины цементита (цементит вторичный). В ходе охлаждения состав аустенита изменяется по линии fS. При температуре 721^оС происходит эвтектоидное превращение – аустенит с содержанием углерода 0,8% распадается на феррит и цементит. При последующем охлаждении феррит оказывается пересыщен по углероду и из него выделяется цементит (цементит третичный). При охлаждении состав феррита изменяется по линии PQ.

Химический состав фаз при температурах:

• 721 ^оС – феррит состава точки Р и цементит;

• 1100 ^оС – аустенит состава точки с;

• 1300 ^оС – аустенит состава точки b' и жидкий металл состава точки a'.

Количество фаз при температуре 1300 ^оС определяется по правилу рычага:

• содержание аустенита ma'/a'b' = 1,6/2,0 = 80 %;

• содержание жидкой фазы b'm/a'b' = 0,4/2,0 = 20 %.

Структурные составляющие при комнатной температуре:

Перлит (феррит + цементит), вторичный цементит и третичный цементит.