3. Твердые растворы ,мех смеси, хим соединения

1.Механическая смесь- её образуют компоненты с большим различием атомных диаметров . неспособные к взаимному растворению в твёрдом состоянии.

2.хим.соединение – образуется совершенно новая кристаллическая решётка. соотношение чисел атомов соответствует пропорции выраженной формулой AnBm.

3.Твёрдые растворы, механические смеси, хим. соединения.

Твёрдые растворы – один компонент (растворитель) сохраняет свою кристаллическую решётку, а другой (растворимый) отдаёт свои атомы в решётку растворителя.

А)твёрдые растворы замещения

Могут быть с ограниченной и неограниченной растворимостью

Неограниченный – любая концентрация растворённого компонента от 0 до 100.

Ограниченный – концентрация растворённого компонента до определённого предела.

Твёрдые растворы с неограниченной растворимостью образуются:

1. У компонентов должны быть однотипные кристалические решётки.

2. Различие атомных радиусов не должно перышать 9-15%

3. Компонент должен обладать близкими физико-химическими свойствами ,т.е. должны к одной или родственными группами переодической системы (золото-серебро,никель-медь.)

Б) твёрдые растворы внедрения образуются в тех случаях когда диаметр растворённого компонента невелик.

Получаются при растворении метала Азота,углерода,водорода.

Графический признак твёрдого раствора:

Замкнутая область, как правило, прилегающая хотябы к одной из вертикальных осей и неимеющая в своём составе горизонтальных участков,за исключением линии концентрации.

Тот компонент к которому прилегает данная область растворитель,второй растворимый.

Обознач. Буквами α,β,y.

1. Графический признак хим.соединения

- устойчивое хим соединение

Обязательно вертикальная линия

- Неустойчивые хим. соединения

2. Графический признак мех.смеси

Эвтектическое превращение при постоянной t и концентр. превращается в мех. эвтектическую смесь –эвтектику.

Мех.смесь образуется в результате эвтектического или эвтектоидного превращения

Эвтектическое превращение одна жидкая фаза при постоянной t и конц. Превращается в механическую смесь -эвтектику.

Эвтектоидное превр.- одна твёрдая фаза при постоянной t и конст. Превращается в мех смесь- эвтектоид.

Правило отрезков:

1 для определения состава фаз двухфазной области необходимо внутри этой области провести горизонтальную линию, точки пересечения покажут состав фаз.

2 количество фаз обратно пропорционально отрезкам показывающих состав фаз.

3 порядок расшифровки диаграммы

1. Найти линии ликвидус и солидус

2. Найти области твёрдых растворов по графическому признаку

3. Найти хим.соединение по граф.признаку

4. Найти мех.смеси по граф.признаку и расшифровать их по правилу отрезков.

5. Расшифровать все области диаграммы по правилу отрезков

6. Выбрать состав определить концентрацию и показать процесс охлаждения с построенной кривой охлаждения.

4. Диаграмма состояния железо-углерод. Структуры и фазы в системе Fe-Fe3c. Влияние углерода и примесей на свойства стали.

 

Сплавы железа с ушлеродом в диапазоне концетраций от 0 до 6.67% подразделяют на три группы:технич железо(C<0/02%, структура ф или Ф+ЦIII )(а);стали 0.02<C%<2.14(в структуре П);чугуны 2.14<C%<6.67( в структ Л).По структуре в равновес состоянии различ.: доэвтектоид стали(0.02<C%<0.8,П+Ф)(б,в); эвтектоидн(С=0.8%Ппластин)(г); заэвтектоидн (0.08<C%<2.14, П+ЦII) (д)

Чугуны,имеющ в своей структуре эвтектику ледебурит назыв белыми и дел: доэвтектич(2.14<C%<4.3, Л+П+ЦII)(ж); эвтектич(С=4.3% . ледебурит)(з); заэвтектическими (4.3<C%<6.67 , Л+ЦI)(и)

Фазы:

-Ж

-Ф(феррит) = FeαC (Cmax – 0.025%)

-А(аустенит) = FeγC (Cmax – 2.14%)

-Ц(цементит) – Fe3C (Cmax – 6.67%)

-Г(графит)

Феррит – твёрдый раствор углерода в α-железе. ОЦК

Аустенит – твёрдый раствор углерода в γ-железе.ГЦК

Цементит – химическое соединение железа с углеродом – карбид железа  Fe3C

Графит образуется в высокоуглеродистых сплавах при метастабильном равновесии.(Если охлаждение(нагрев) происходит медленно, но с реальными скоростями).

Углерод содержится в стали в виде цементита, который представляет собой твердые и хрупкие частицы. С увел С повыш твердость, пределы прочности и текучести(в доэвтектоидн сталях),но умен относит удлинение, отн сужение и ударная вязкость. В заэвтектоидн пределы прочности и текучести сниж из-за образ хрупкой цементитной сетки. (рис) Увелич углерода способствует переходу стали в хланоломкое состояние

Примеси: полезные-кремний(до0.4%), марганец(0.8%).Кремний повыш плотность слитка и текучесть; марганец-повыш прочн, умен красноломкость, вызванную серой. Вредные: Сера-способствует появл красноломкости(хрупкость при горяч обработке давлением). Фосфор-упрочняет, но умен пластичность и вязкость, повыш порог хладноломкости. Азот, кислород-понижаютпредел выносливости и вязкость, повыш порог хладноломкости. Водород-вызывает охрупчивание.