УПРАЖНЕНИЯ ПО ДИАГРАММАМ СОСТОЯНИЙ ДВОЙНЫХ СПЛАВОВ.
МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СПЛАВОВ СОВОКУПНОСТИ СВИНЕЦ-СУРЬМА
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
1.1. Освоить приемы анализа диаграмм состояний двойных сплавов.
1.2. Освоить методику металлографического анализа сплавов.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
2.1. Изучить четыре главных типа диаграмм состояний двойных сплавов.
2.2.Освоить правила правила фаз и применение отрезков для построения диаграмм кривых и анализа состояний охлаждения сплавов
2.3.Ознакомиться с методикой подготовки образцов к металлографическому изучению.
2.4.Ознакомиться с принципом и устройством действия металлографического микроскопа МИМ-7.
2.5.Выяснить структурные составляющие четырех сплавов совокупности свинец-сурьма и сопоставить замечаемые структуры сплавов с диаграммой состояний.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Упражнения по диаграммам состояний двойных сплавов
СПЛАВ – это вещество, полученное сплавлением нескольких химических элементов (в нашем случае – двух).
Химические элементы, оставляющие сплав, именуются КОМПОНЕНТАМИ. В общем виде будем их обозначать А и В.
Для одних и тех же компонентов множество сплавов, отличающихся лишь концентрацией компонентов, составляют СОВОКУПНОСТЬ СПЛАВОВ, которую принято именовать по списку компонентов. К примеру, сплавы совокупности А — В – это множество сплавов из компонентов А и В, отличающихся содержанием А и В. Потому, что в двойных сплавах суммарная концентрация компонентов образовывает 100%:
%А + %В = 100%,
то любой конкретный сплав совокупности А — В принято показывать содержанием в нем компонента В (к примеру: сплав, содержащий 10% В).
В сплава его компоненты распределены в общем случае неравномерно (сплав – не просто смесь компонентов), они находятся в разных СТРУКТУРНЫХ И ФАЗОВЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ. Свойства сплава абсолютно определяются его внутренними составляющими (фазовым составом, структурой), каковые возможно выяснить методом анализа диаграммы состояний.
ДИАГРАММА СОСТОЯНИЙ сплавов совокупности А — В – это графическое изображение вероятных фазовых и структурных состояний любых сплавов совокупности А — В в зависимости от температуры. Диаграммы состояний изображаются в координатах: температура — состав сплава. В нашем случае состав любого сплава конкретно задается указанием содержания в нем компонента В. Так, координаты диаграммы состояний: температура сплава – содержание в нем компонента В.
Вид (тип) диаграммы состояний абсолютно определяется характером физико-химического сотрудничества его компонентов между собой. При больших температурах, в большинстве случаев, компоненты образуют однородные жидкие растворы, каковые на всех диаграммах обозначаются L (жидкость).
В жёстком состоянии компоненты в сплава смогут в общем случае взаимодействовать следующим образом:
1) химически реагировать между собой с образованием нового вещества – ХИМИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ Am Вn:
А + В = Am Вn;
Характерные изюминки химического соединения:
а) кристаллическая решетка отличается от решеток компонентов, образующих химическое соединение;
б) в соединении постоянно сохраняется простое кратное соотношение компонентов, что разрешает выразить их состав несложной формулой;
в) особенности соединения сильно отличаются от особенностей образующих его компонентов;
г) температура плавления постоянна;
д) образование химического соединения сопровождается большим тепловым эффектом.
2) растворяться в кристаллической решетке друг друга абсолютно или частично, наряду с этим образуются ЖЁСТКИЕ РАСТВОРЫ. При образовании жёстких растворов один из компонентов сплава сохраняет собственную кристаллическую решетку, а атомы другого компонента находятся в решетке первого (растворителя), изменяя ее размеры (периоды). Жёсткий раствор имеет один тип решетки и представляет собой одну фазу. Различают жёсткие растворы по типу замещения, в то время, когда атомы растворенного компонента замещают часть атомов в узлах решетки растворителя, и по типу внедрения – атомы растворенного компонента находятся в междоузлиях кристаллической решетки растворителя. Жёсткие растворы обозначаются на диаграммах состояния греческими буквами ?, ?, g и т.д.
3) образовывать легкоплавкую неоднородную смесь двух либо нескольких фаз, которая кристаллизуется из жидкости строго определенного состава при постоянной температуре – ее именуют ЭВТЕКТИКОЙ. А вдруг идет распад жёсткого раствора определенной концентрации при постоянной температуре с образованием неоднородной смеси двух фаз, то эту смесь именуют ЭВТЕКТОИДОМ.
Наиболее значимыми элементами внутреннего строения любых сплавов являются его фазовые составляющие (либо меньше – фазы).
ФАЗА – это однородная (время от времени – малая по размерам) часть сплава, отделенная от вторых частей границей раздела, при переходе через которую отмечается скачок физико-механических особенностей.
В соответствии с этим определением в общем случае фазами в сплавах смогут быть:
1) компоненты А, В;
2) жидкий раствор компонентов – жидкость L;
3) жёсткие растворы компонентов друг в друге – ?, ?;
4) химические соединения Am Вn.
направляться, обратить внимание, что ЭВТЕКТИКА либо ЭВТЕКТОИД – НЕ ФАЗА! (Это смесь фаз).
Каждой фазе, существование которой допустимо в сплавах совокупности А — В, на диаграмме состояний данной совокупности соответствует ОДНОФАЗНАЯ ОБЛАСТЬ, другими словами область составов и температур, при которых фаза способна существовать с свойственными ей физическими особенностями.
При проведении анализа диаграммы состояний нужно сперва по характерным линиям диаграммы выяснить вид сотрудничества компонентов в сплавах данной совокупности, после этого распознать однофазные области на диаграмме. Затем посредством правила отрезков (см. ниже) выяснить фазовый состав сплавов в остальных (двухфазных) областях диаграммы состояний и, наконец, построением кривых охлаждения для конкретных сплавов совокупности выяснить вероятные структуры сплавов в охлажденном состоянии.
В соответствии с разным видом сотрудничества компонентов сплава различают пара типов диаграмм состояний, несложные из которых предлагаются в этом разделе для анализа и рассмотрения.