6.Строение слитка и факторы, на него влияющие

Слитки получают на металлургических заводах, после выплавки метала из руды и заливки его в ложницы больших размеров. В процессе охлаждения расплавов в ложницах идет процесс кристаллизации. В разных зонах слитка разное охл., и поэтому разная структура.

1– зона мелкокристаллического строения у стенок в следствии быстрого охлаждения. Зона замороженных кристаллов; 3- зона равноосных кристаллов, вследствие медленного охл., в центре слитка; 2- зона столбчатых кристаллов (дендритов), вследствии направленного теплоотвода от стенок; 3- усадочная раковина, образуется вследствии сокращения объема металла.

Вместо усадочной раковины может быть усадочная пористость. В случае мелкогабариьных отливок может отсутствовать 3-яя зона, а растущие от соседних стенок столбчатые кристаллы столкнутся др с другом – столбчатая кристаллизация.

8.Типы структурных составляющих, присутствующих в металлических сплавах

Под сплавом понимают материал, полученный сплавлением двух или более эл-тов. Закономерности, происходящие в сплавах, можно определить с использованием диаграмм состояния.

В основном, рассм диаграммы двух эл-тов. В сплавах могут появляться следующие типы структурных составляющих: 1) мех смеси, кристаллы, чистые компоненты; 2) Тв растворы; 3) Хим соединения; 4) Промежуточные фазы (это составляющие, которые имеют общие черты с хим соединениями и ТВ растворами, но не полностью).

Раствор замещения:

○ – атомы А;

● – атомы В

Твердый раствор внедрения:

○ – атомы А;

● – атомы В

Тв растворы замещения бывают ограниченными и неограниченными, а внедрения только ограниченными.Неограниченные – это когда любое кол-во атомов одного эл-та заменяется атомами другого эл-та. Для получения таких растворов необходимо соблюдение 3 условий: 1) Одинаковые или очень близкие по строению крист решетки; 2) Должны быть очень близкие атомные размеры; 3) Эл-ты должны иметь одинаковую хим природу (находиться близко в периодической системе).

Во всех ТВ растворах атомы 2 эл-та находятся без всякой закономерности.

Хим соединения. Признаки хим соединения: 1) Должно быть определенное соотношение атомов; 2) Крист решетки исходных эл-тов и хим соединения разные; 3) Атомы в хим соед находятся в строго орпеделенных местах.

Если есть формула, есть разные крист решетки, а нет строго опр расположения, то это промежуточная фаза.

10. Правила фаз и отрезков

Анализ сплавов можно осуществлять с использованиемправила фаз: C=К-Ф+1. С – число степеней свободы (число внешних и внутр факторов, которые можно изменять без изменения числа фаз в системе). Изменяться могут t⁰С и состав при постоянном давлении. С=0 (ничего не изм); С=1,=2 (изм t или состояние). К – число компонентов. Компоненты сплава – это чистые хим эл-ты или хим соединения. Ф – число фаз. Фаза – это часть с-мы (часть сплава), имеющая пов-сть раздела, при переходе через которую св-ва меняются скачкообразно.

В данной диагр состояния закономерности можно рассматривать через кривые охлаждения.

До т 1 равномерное охлаждение жидкой фазы. В т 1 начинается процесс кристаллизации с выделением из жидкой фазы кристаллов α фазы, изменяется число степеней свободы и на кривой появляется перегиб. Перегиб свидетельствует о выделении тепла. От т 1 до т 2 идет кристаллизация, и в точке 2 жидкой фазы уже нет, следовательно изменилось число степеней свободы, опять перегиб на кривой охлаждения, в т 2 охлаждение идет быстрее, так как нет выделения тепла. Ниже т 2 охлаждение сплава на основе α фазы.

Любой сплав будет иметь такую же кривую охлаждения, но чистые элементы будут иметь другую кривую:

Для чистых сплавов кристаллизация идет при t⁰=const.

Применение правила отрезков.

Правило отрезков позволяет определить: 1) Доли фаз (кол-во фаз) в %; 2) Составы фаз

При t₁ в равновесии нах 2 фазы – жидкая и твердая. К_ж=(bc/ac)*100%% К_α=(ab/ac)*100%

Состав жидкой фазы – это т. а, которая проектируется на ось, с – состав α фазы, b – состав сплава в целом.

Если сплав сосоит из одной фазы, то её 100% и отрезки применять не имеет смысла.