4.3 Порядок выполнения работы

4.3.1 Для построения диаграммы берут навески чистых металлов Sn и Zn, а также сплавов: доэвтектического (5 % Zn и 95 % Sn), эвтектического (9 % Zn и 91 % Sn) и заэвтектического (20 % Zn и 80 % Sn) составов. В целях экономии времени указанные металлы и сплавы заранее отвешиваются (по 150-200г) и помещаются в тигли.

Рисунок 4.1 – Диаграмма состояния (а) и кривые охлаждения чистого металла – І, и ряда сплавов на его основе ІІ, ІІІ (б)

Рисунок 4.2 – Схема установки термического анализа: 1 – электропечь; 2- электронагреватель; 3 – тигель; 4 – кварцевая пробирка; 5 – кристаллизующийся сплав; 6 – термопара; 7 – крышка печи; 8 - милливольтметр

4.3.2 Тигли помещают в электропечь, где сплавы и чистые металлы нагревают до полного расплавления. Расплавы перемешивают.

4.3.3 В расплавы помещают термопары, тигли прикрывают асбестом, печи выключают.

4.3.4 Студенты записывают показания милливольтметра через каждые 30 с. до завершения кристаллизации и охлаждения сплавов.

4.3.5 По полученным данным строятся кривые охлаждения и определяются точки начала и конца кристаллизации, которые заносят в таблицу 4.1.

4.3.6 По результатам определения температур начала и конца кристаллизации строят диаграмму состояния Sn – Zn.

4.3.7 Изучается и зарисовывается микроструктура сплавов: доэвтектического (5 % Zn и 95 % Sn), эвтектического (9 % Zn и 91 % Sn) и заэвтектического (20 % Zn и 80 % Sn) составов.

Таблица 4.1 - Результаты определения критических температур сплавов системы Sn – Zn.

Содержание элементов, мас.%		Температура кристаллизации, ºС		Микро- структура
Zn	Sn	начала	конца

4.4 Содержание отчета

• Наименование и цель работы.

• Описание термического анализа.

• Принципиальная схема установки.

• Таблицы результатов измерений температуры во времени.

• Кривая охлаждения данного сплава.

• Результаты определения критических точек начала и конца кристаллизации чистых металлов и всех полученных сплавов в виде таблицы.

• Построенная диаграмма состояния Sn – Zn.

• Зарисовки микроструктур.

• Выводы.

Контрольные вопросы

1. Почему фазовые превращения в металлах и сплавах сопровождаются тепловыми эффектами?

2. Какие фазовые превращения относятся к превращениям I рода?

3. Как изменение энтальпии связано с температурой металла или сплава?

4. По каким признакам оцениваются тепловые эффекты в термическом анализе?

5. На каком физическом явлении основана работа термопары?

6. В чем сущность термического анализа?

7. Что такое кривая охлаждения (нагрева), в каких координатах она изображается?

8. Для каких превращений характерны горизонтальные площадки и точки перегиба на кривых охлаждения?

9. Какова методика построения диаграммы состояния по критическим точкам, полученным термическим методом?