- •Федеральное агентство по образованию
- •Сплавы и их структура
- •280100 – Безопасность жизнедеятельности
- •1. Общие сведения о диаграммах состояния двойных систем
- •1.1. Диаграмма состояния сплавов, образующих механическую смесь компонентов
- •1.3. Диаграмма состояния сплавов, образующих ограниченные твердые растворы
- •1.4. Диаграмма состояния сплавов, образующих химические соединения
- •1.5. Диаграмма состояния сплавов, образующих перитектику
- •1.6. Метод определения количества и состава фаз в сплаве
- •1.7. Система железо-углерод
- •2. Методические указания к выполнению домашнего задания
- •3. Варианты домашних заданий вариант №1
- •Вариант №2
- •Вариант №3
- •Вариант №4
- •Вариант №5
- •Вариант №6
- •Вариант №7
- •Вариант №8
- •Вариант №9
- •Вариант №10
- •Библиографический список
- •Диаграммы состояния некоторых двойных систем
- •Пример выполнения домашнего задания
- •Студент
- •Оглавление
- •Сплавы и их структура
- •620002, Екатеринбург, Мира, 19
- •620002, Екатеринбург, Мира, 19
Федеральное агентство по образованию
Уральский государственный технический университет-УПИ
Сплавы и их структура
Методические указания к домашнему заданию по курсу
«Материаловедение и технология материалов»
для студентов направления
280100 – Безопасность жизнедеятельности
Печатается по решению редакционно-издательского совета
УГТУ-УПИ от 18.01.2007 г.
Екатеринбург
УГТУ-УПИ
2007
УДК 669.017
Составитель Е.Е. Барышев
Научный редактор проф., д-р техн.наук В.С. Цепелев
СПЛАВЫ И ИХ СТРУКТУРА : методические указания к домашнему заданию по курсу «Материаловедение и технология материалов» / сост. Е.Е. Барышев. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. 42 с.
В работе приведены рекомендации по изучению диаграмм состояния и структуры двойных сплавов и сплавов системы железо-углерод.
Библиогр.: 7 назв. Рис. 12. Прил. 2.
Подготовлено кафедрой «Безопасность жизнедеятельности»
© Уральский государственный технический университет-УПИ, 2007
1. Общие сведения о диаграммах состояния двойных систем
За исключением сравнительно небольшого числа случаев, когда в технике используются чистые металлы U, Th, Zr, Li, Be (в ядерной энергетике), Ge, Ag, Cu (в электро- и радиотехнике), подавляющее количество изделий, конструкций, машин изготовлено из металлических сплавов, как правило, более дешевых и часто с лучшими физико-химическими и технологическими свойствами по сравнению с чистыми металлами.
Под сплавом понимают вещество, полученное сплавлением двух и более элементов. Сплав, приготовленный преимущественно из металлов и обладающий металлическими свойствами, называется металлическим сплавом.
В расплаве все компоненты, из которых был получен сплав, находятся обычно в атомарном состоянии, образуя однородный жидкий раствор. При кристаллизации расплава образуются новые вещества – фазы сплава.
Фазой называют однородную составляющую часть системы, имеющую определенный состав, кристаллическое строение, свойства, одно и то же агрегатное состояние и отделенную от остальных частей системы поверхностями раздела.
Достаточно полную информацию о сплавах дают результаты экспериментальных исследований, обобщенные в виде так называемых диаграмм состояния. Диаграммы состояния позволяют определить фазовый состав сплавов при различных температурах и концентрациях компонентов.
По диаграммам можно установить, какие превращения происходят в сплавах при нагреве и охлаждении, определить равновесные температуры плавления и затвердевания сплавов различных составов.
В диаграммах состояния двойных систем по оси ординат откладывается температура, а по оси абсцисс – концентрации компонентов, конечные точки оси абсцисс соответствуют чистым компонентам.
Строятся диаграммы состояния на основе данных термического анализа с помощью кривых охлаждения сплавов различного состава (рис. 1). На участке кривой А от tН до tА происходит охлаждение расплавленного компонента А. Площадка при tА свидетельствует о кристаллизации компонента А. Ниже температуры tА идет охлаждение отвердевшего компонента А.
Сплавы кристаллизуются в интервале температур. На кривой охлаждения сплава 1 в интервале температур tm – tn скорость охлаждения меньше, чем на других участках этой линии, что связано с выделением тепла при кристаллизации. Таким образом, tm – температура начала, a tn – температура конца кристаллизации сплава 1. Кривые охлаждения других сплавов имеют аналогичный вид. Исключение составляет сплав состава «Э», который кристаллизуется подобно чистым компонентам А и В - при постоянной температуре tЭ. Таким образом, ниже температуры tЭ все сплавы системы «А-В» наводятся в твердом (закристаллизовавшемся) состоянии. Если установленные экспериментально точки tm и tn нанести на график (рис. 1, б) при соответствующих составах, то получим диаграмму состояния.
Н
Рис. 1. Схема
построения диаграммы состояния системы
«А-В»
(б)
по кривым охлаждения сплавов (а)