Бинарные сплавы
Построение кривой охлаждения бинарного сплава. Анализ диаграммы состояния свинец-сурьма. Изучение железоуглеродистых сплавов. Описание процессов, происходящих в сплаве при нагреве. Анализ кривой охлаждения и нагрева сплава, содержащего 4,7 % углерода.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.06.2020 |
| Размер файла | 511,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
Задание 1. Бинарные сплавы
Задание 2. Железоуглеродистые сплавы
Список литературы
Задание 1. Бинарные сплавы
Построить кривую охлаждения бинарного сплава, содержащего 40%Sb
Исходные данные:
Диаграмма Pb-Sb
Сплав 40%Sb
На рисунке 1 приведем диаграмму состояния свинец - сурьма Pb-Sb
Рисунок 1 - Диаграмма состояния свинец-сурьма (Pb- Sb). Кривая охлаждения сплава, содержащего 40%Sb
Линия ABC- линия ликвидуса. Линия DBE - линия солидуса. В точке В при массовом содержании 13 % Sb, 87 % Pb и при температуре 246 °С кристаллизация свинца и сурьмы происходит одновременно; образуется тонкая механическая смесь кристаллов свинца и сурьмы (двух фаз). Эта смесь называется эвтектикой.
Эвтектическая реакция происходит в соответствии с уравнением:
Построим кривую охлаждения сплава, содержащего 40% Sb и опишем происходящие превращения при охлаждении (рисунок1).
Обозначим сплав на диаграмме вертикальной линией.
До точки 1 сплав находится в жидком состоянии. В точке 1 начинается кристаллизация из расплава частиц сурьмы Sb. При охлаждении расплава от точки 1 до точки 2 происходит процесс кристаллизоваться частицы сурьмы, структура сплава (ж+Sb). В точке 2 процесс кристаллизации заканчивается и при температуре точки 2-246?С происходит эвтектическая реакция в соответствии с уравнением:
Ниже точки 2 сплав состоит из кристаллов сурьмы и эвтектики (механической смеси сурьмы и свинца) - структура сплава Sb+эвт.
сплав бинарный железоуглеродистый охлаждение
Задание 2. Железоуглеродистые сплавы
Вычертить диаграмму железо-углерод в масштабе. Слева от диаграммы в интервале температур 1600…0 єС построить кривую охлаждения сплава, - справа - кривую нагревания. На кривых указать фазовые превращения, происходящие в сплаве.
Пользуясь правилом фаз, определить степень свободы системы для различных интервалов температур с учетом происходящих в сплаве фазовых превращений.
Пользуясь правилом отрезков, определить химический состав фаз и их количественное соотношение в произвольной точке температурного интервала первичной кристаллизации.
Исходные данные: сплав, содержащий 4,7%С
Вычерчиваем диаграмму железо-углерод в масштабе (рисунок 2). Отмечаем заданный сплав вертикальной линией на диаграмме. Строим кривую охлаждения сплава, содержащего 4,7% углерода (чугун заэвтектический), описываем процессы, происходящие при его охлаждении. На рисунке 2 представим кривую охлаждения сплава, содержащего 4,7% углерода.
При температуре выше линии CD сплав находится в жидком состоянии. На линии CD начинают кристаллизоваться включения цементита, который называют первичным цементитом Ц (до точки 1).
Правило фаз С=2+1-1=2
При понижении температуры до 1147°С (отрезок 1-2) количество первичного цементита все время увеличивается.
Правило фаз С=2+1-2=1
На линии EF при температуре 1147°С происходит эвтектическая кристаллизация (оставшаяся часть жидкого расплава кристаллизуется с одновременным образованием включений аустенита и цементита) (площадка 2-2').
Правило фаз С = 2+1-3 = 0
Ниже линии EF из аустенита эвтектики при охлаждении выделяется вторичный цементит ЦІІ. (отрезок 2'- 3)
Правило фаз С=2+1-2=1
При температуре 723 °С происходит эвтектоидное превращение - аустенит перекристаллизуется в перлит. (площадка 3-3')
Правило фаз С = 2+1-3 = 0
При комнатной температуре структура сплава состоит из ледебурита и первичного цементита. (ниже точки 3')
Правило фаз С=2+1-2=1
Выберем температуру (а) 1200 ?С в двухфазной зоне (Ж + Ц) и посредством правила отрезков определим количество данных фаз и содержание в них углерода. Через точку (а) проведем горизонтальную линию до пересечения с основными линиями диаграммы.
Количество цементита (QЦ) определяется как отношение ab/bc*100:
ab=10,92мм bc=77,79мм
QЦ=
Количество жидкости (QЖ) определяется как:
QЖ=100- QЦ=100-14=86%
Состав цементита: (*) с 6,67% С, 93,33% Fе.
Состав жидкости (*) b 4,505% С, 95,495% Fе
Строим кривую нагрева сплава, содержащего 4,7%С.
Опишем процессы, происходящие в сплаве при нагреве.
При нагреве до Ас1 (точка 1) превращений нет, и чугун имеет структуру - ледебурит + первичный цементит. При Ас1 (727°С) перлит, находящийся в эвтектике, превращается в аустенит (площадка 1-1').
Выше Ас1 чугун имеет структуру - ледебурит и первичный цементит, но эвтектика состоит из цементита и аустенита.
От Аc1 до tэ=1147 °С (отрезок 1'-2) происходит насыщение аустенита углеродом вследствие растворения вторичного цементита и при 1147 °С (площадка 2-2') в аустените содержится 2,14 % углерода. При tэ=1147 °С плавится эвтектика (площадка 2-2').
Выше точки 2 чугун состоит из жидкого сплава и первичного цементита.
От точки 2 до3 (отрезок 2'-3) происходит плавление первичного цементита.
Выше точки 3 чугун полностью находится в жидком состоянии.
Рисунок 2-Кривая охлаждения и нагрева сплава, содержащего 4,7 % углерода
Список литературы
1. Гуляев А.П. Металловедение. - М.: Металлургия, 1986.
2. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. - М.: Машиностроение, 1990.
3. Адаскин А. М. Материаловедение/А.М. Адаскин, Зуев В.М. - Москва: Академия, 2003. - 240с
4. Козлов Ю.С. Материаловедение: учебное пособие для технических специальностей средних специальных учебных заведений/ Ю.С. Козлов. - Москва: Агар, 2000 .- 182с.
5.Материаловедение и технология конструкционных материалов /под редакцией доктора техн. наук профессора В.Б. Арзамасова. - Москва: Академия, 2007. - 446с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Правило фаз (закон Гиббса) в термодинамике, его применение для построения кривых охлаждения железоуглеродистых сплавов и анализа превращений. Определение структурных составляющих углеродистых сталей в равновесном состоянии (после полного отжига).
реферат [2,2 M], добавлен 28.06.2012Составление диаграммы состояния железо-цементит с указанием структурных составляющих во всех ее областях. Построение кривой охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3,5 % углерода. Определение температуры полного и неполного отжига.
контрольная работа [3,7 M], добавлен 03.12.2010Определение причин и описание механизма необратимости пластичной деформации металлов. Изучение структурных составляющих сплавов железа с углеродом, построение кривой охлаждения сплава. Описание процессов закаливаний углеродистых сталей, их структура.
контрольная работа [596,1 K], добавлен 18.01.2015Составление диаграммы состояния системы свинец - сурьма. Количественное соотношение фаз и их химический состав в середине температурного интервала в первичной кристаллизации сплава с 10% Sp. Марочный состав цветных сплавов, способ упрочнения АМг.
контрольная работа [1,6 M], добавлен 02.03.2016Общие понятия анализа диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов, исследование свойства фаз и структурных составляющих. Технология построения кривых охлаждения и нагрева сплавов, определение составов фаз и расчет их количественного соотношения.
лабораторная работа [242,2 K], добавлен 01.12.2011Графическое изображение зависимости фазового состояния сплава от температуры и состава. Общий вид кривой охлаждения чистого металла. Равновесие в однокомпонентной системе. Главные экспериментальные и теоретические методы построения диаграмм состояния.
лекция [3,5 M], добавлен 29.09.2013Структурные составляющие и фазы во всех областях диаграммы и их определение. Кривая охлаждения и её описание с применением правила фаз для сплава содержанием углерода 0,4%. Режим термической обработки для детали винт. Микроструктура стали после ТО.
контрольная работа [83,1 K], добавлен 08.10.2015Методика построения диаграмм состояния. Специфика их использования для сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов. Особенности определение температуры кристаллизации сплава. Кривые охлаждения сплава Pb-Sb, применение правила отрезков.
презентация [305,4 K], добавлен 14.10.2013Методика проведения металлографического анализа сплава латуни ЛА77–2. Зарисовка микроструктуры данного сплава на основе меди. Приведение необходимой диаграммы состояния. Зависимость механических свойств с концентрацией меди в сплаве латуни ЛА77–2.
лабораторная работа [824,5 K], добавлен 12.01.2010Построение кривых охлаждения для сплавов с заданным количеством углерода с использованием диаграммы железо-цементит. Состав, свойства и примеры применения легированных сталей, чугуна, высокопрочного сплава. Термическая обработка деталей. Газовая сварка.
контрольная работа [277,4 K], добавлен 01.03.2016
