Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МТКМ лр.doc
Скачиваний:
12
Добавлен:
31.05.2015
Размер:
4.06 Mб
Скачать

ПРАВИЛА ПОВЕДЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

1. Приступая к работе, внимательно ознакомьтесь с заданием, правилами безопасности работы, оборудованием, проверьте исправность ограждений и предохранительных устройств.

2. Не загромождайте свое рабочее место оборудованием и аппаратурой, не относящимся к выполняемой работе, так как это может явиться причиной несчастного случая.

3. При работе в лаборатории выполняйте только то задание, которое Вам поручено.

4 .По окончании работы заявите ответственному по лаборатории об окончании работы, приведите в порядок свое рабочее место и только после его разрешения можете оставить лабораторию.

СТРОГО ВОСПРЕЩАЕТСЯ!

1.Включать и выключать силовые и осветительные рубильники без разрешения руководителя.

2.Включать схему под напряжением без предварительной проверки и разрешения руководителя.

3.Оставлять без наблюдения схему, находящуюся под напряжением.

КРАТКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ ОТЧЕТА

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

  1. Цель работы

  2. Задание по выполнению лабораторной работы.

2. Схему исследований (испытаний), таблицы испытаний, расчеты и графики

5. Краткие выводы.

Отчет должен быть оформлен на отдельных листах. Все схемы должны быть заполнены по ЕСКД. Все графики должны выполняться карандашом на миллиметровке .

Л

2

абораторная работа №1

ИССЛЕДОВАНИЕ БИНАРНЫХ СПЛАВОВ

1. Цель работы

Изучение типовых диаграмм состояния двойных сплавов, методов их исследования и построения; способов получения информации о структуре сплавов, их свойствах.

2. Теоретические сведения

Основные типы диаграмм состояния бинарных сплавов и их связь со свойствами сплавов приведены на рис.1.

Рис.1 Основные типы диаграмм состояния бинарных сплавов и их свойства: а -механических смесей; б – твердых растворов с неограниченной растворимостью; в – твердых растворов с ограниченной растворимостью; г –устойчивых химических соединений

Л

3

юбая точка (например,d, рис.1,а) на диаграмме состояния указывает фазовый состав (Ж +) сплава данной концентрации (Х) при любой температуре (в нашем случае –при температуре Т). Линии на диаграммах, являясь линиями равновероятного существования фаз, разделяют области одинакового фазового состава. При переходе через линию раздела фазового состава скачком меняются свойства сплава. Примерами фаз являются: жидкая фаза и твердые фазы (твердые растворы, химические и металлические соединения, чистые элементы).

Физико-химическая система, называемая сплавом, может содержать в своей структуре фазы не только в чистом виде, но и в виде механических смесей эвтектического или эвтектоидного типа. Иногда такими смесям присваиваются названия, например, ледебурит и перлит. Фазы обычно обозначаются буквами греческого или латинского алфавита () или имеют название (аустенит, цементит), или выражаются (если это возможно) формулами типа химического соединения:Ni3Al4CuAl2. Закономерности изменения количественного состава фаз подчиняются правилу фаз, устанавливающему зависимость между количеством компонентов, образующих систему (К), количеством фаз (Ф), находящихся в равновесии, и степенью свободы системы (С):

С=К-Ф+1 (1)

4

Степень свободы системы характеризует число внешних и внутренних параметров ( температура, давление, концентрация), которое можно изменять без изменения числа фаз в системе. Если С = 0 –система инвариантна, если С=1 –система моновариантна (возможно восстановление одного из параметров, например, температуры, без изменения количества фаз). Пусть имеем чистый металл (К=1) при температуре плавления, когда существует две фазы (Ф=2): жидкая и твердая. В этих условиях С=0, что означает, с одной стороны, невозможность изменения ни одного параметра без

изменения количества фаз, с другой стороны, что чистый металл плавится (кристаллизуется) при постоянной температуре (на диаграмме состояния точки температур плавления и кристаллизации совпадут – на кривой охлаждения чистого металла в этом случае будет наблюдаться горизонтальная площадка). Все фазовые превращения в сплавах, протекающие при постоянной температуре, имеют степень свободы, равную нулю (эвтектические, перетектические, эвтектоидные превращения, плавление и кристаллизация чистых элементов и устойчивых химических соединений).

Подсчет степени свободы не только позволяет установить характер протекания фазовых изменений, но и дает возможность определить условия работы сплава без изменений в его фазовом составе, другими словами –прогнозировать стабильность его свойств. При расчетах по формуле (1) необходимо помнить, что механические смеси сами не есть фазы, а являются смесями фаз.

В двухфазных областях диаграмм состояния можно определить химический состав фаз данного сплава, например состава при каждой конкретной температуре (например, Т на рис.1 а), для чего через точкуdпроводится горизонталь (ес) (конода) до пересечения с линиями раздела фазовой области (в нашем случае с линиями ликвидуса и солидуса). Проекции точек е и с на ось концентрации дает соответственно химический состав для нашего случая –жидкой (Х1) и твердой (Х2) фаз.

Использование этого построения как рычага с осью вращения в точке dпозволяет по формулам (2) и (3) определить и процентное содержание фаз, жидкой (по величине отрезкаdc) и твердой (по величине отрезка еd), полагая, что вся длина коноды ес означает 100% сплава:

5

Построение диаграмм состояния наиболее часто производят по результатам исследования термических эффектов в сплавах, сопровождающих фазовые превращения при охлаждении (нагреве), другими словами, при исследовании критических точек (перегибов, площадок) на кривых охлаждения (нагрева) (рис.2) сплавов одной системы, но различного состава.

Рис.2. Построение диаграмм состояния по критическим точкам на кривых охлаждения для пяти сплавов

Если перенести критические точки на кривых охлаждения в систему координат «температура – концентрация» (для каждого сплава соответственно) и объединить линиями точки начала и конца соответствующего превращения, то получим диаграмму состояния данной системы (рис.2). Она будет тем более точной, чем больше сплавов выбрано для исследования, чем выше термические эффекты фазовых превращений, зависящие от природы материала и условий превращения, таких как объем сплава, скорость охлаждения (нагрева) и чем выше точность измерительного оборудования.

Д

6

ля измерения температуры сплавов обычно используется термопара.

На реальных диаграммах состояния присутствуют основные типы фазовых превращений в сплавах, изучение которых позволит не только определить фазовый состав любого сплава при любой температуре, но и выбрать режим термической обработки.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]