7. Контрольные вопросы
1. Структура и свойства деформированного металла.
2. Пластическая деформация и скольжение дислокаций.
3. Какую деформацию изучают в работе?
4. Какие методы измерения твердости существуют?
5. Стадии деформационного упрочнения.
6. Как изменяется твердость с увеличением степени деформации?
7. Какую термическую обработку проводили и для чего?
8. Изменение свойств металла при дорекристаллизационном и послерекристаллизационном отжиге.
9. Стадии рекристаллизации.
10.От чего зависит температура рекристаллизации?
11.Какие закономерности изучали в работе?
8. Литература
1. Соловьев С.П., Хмелевская В.С. Механические, коррозионные и радиационные свойства материалов для ядерных энергетических установок. Учебное пособие. ИАТЭ. Обнинск. 1991. –174 с.
2. Гуляев А.П. Металловедение. –М.: Металлургия. 1986. –542 с.
Р а б о т а № 4
Построение диаграмм состояния методом термического анализа
1. Цель работы
Ознакомление с методом термического анализа, экспериментальное построение диаграммы состояния двухкомпонентных сплавов.
2. Теория
Процессы превращения, протекающие в сплавах, можно графически представить в виде так называемых диаграмм состояния (рис.4.1). Диаграмма состояния показывает функциональную зависимость между составом сплава, температурой и строением сплава. Она показывает равновесные состояния сплавов и превращения, протекающие в них (сплавах) при медленном охлаждении (нагреве), позволяет указать ожидаемый характер изменения структуры.
Рис.4.1. Диаграмма состояния системы свинец-сурьма, кривые охлаждения и схемы структур.
Превращения в зависимости от состава сплава могут протекать
различно, а следовательно, сплавы могут иметь разные по характеру температурные кривые охлаждения (рис.4.1).
Существует много методов построения диаграммы состояния, сущность которых сводится к определению критических точек при нагревании или охлаждении металлов и сплавов. Критическими точками называются температуры, при которых происходят фазовые превращения в сплавах.
Наиболее простым и удобным методом построения диаграммы состояния, позволяющим проследить за процессом кристаллизации из жидкого состояния, является метод термического анализа.
Большинство превращений, происходящих в металле (плавление при нагревании, кристаллизация при охлаждении, переход металла в твердом состоянии из одной формы кристаллического строения в другую), сопровождается выделением или поглощением тепла (фазовые переходы первого рода). Наблюдая за изменением температуры металла или сплава в процессе нагрева или охлаждения, по остановкам и перегибам на кривых температура – время, можно установить температуру превращения (критическую точку). При охлаждении расплавленного металла его температура непрерывно понижается. Однако, с началом кристаллизации непрерывность нарушается из-за теплового эффекта превращения (в данном случае переход из жидкой в твердую фазу), на кривой появляется горизонтальный участок или перегиб.
Кривые охлаждения изображены на рисунке 4.2 (б). Показаны два различных случая. В первом случае кристаллизация происходит при постоянной температуре (в данном эксперименте это соответствует чистым компонентам и сплаву III эвтектической концентрации), во втором случае сначала начинается кристаллизация одного компонента (перегиб на кривой), процесс протекает при переменной температуре, а оставшаяся часть жидкого сплава кристаллизуется при постоянной температуре (горизонтальный отрезок на кривых охлаждения). Отрезки всех кривых охлаждения после горизонтальных участков соответствуют охлаждению уже затвердевших сплавов.
а б
Рис.4.2. Диаграмма фазового состояния системы свинец-сурьма (а) и кривые охлаждения чистых компонентов и сплавов разного состава (б).
Диаграмму состояния строят в координатах температура – концентрация сплавов (примеры диаграмм показаны на рисунках). Для построения диаграммы наносят точки начала и конца кристаллизации, полученные по кривым охлаждения для сплавов резной концентрации, и соединяют их кривыми. Кривая, соответствующая началу кристаллизации, носит название “ликвидус”, кривая конца кристаллизации “солидус”.