17. Правило фаз Гиббса.

Фаза – это часть системы, однородная по составу и свойствам и отделенная от других частей системы поверхностью раздела. Правило фаз Гиббса — соотношение, связывающее число веществ (компонентов), фаз и степеней свободы в гетерогенной системе. С=к+2+Ф. где С – число степеней свободы, к – компонент, Ф – фаза. Например для точки (1) С=1+2-1=2 значит система бивариантная, т (2) С=1+2-2=1 моновариантна, т (0) С =1+2-3=0 нонвариантна.

26. Полиморфные превращения.

Некоторые металлы (железо, титан, кобальт, цирконий и др.) при разных температурах имеют различные кристаллические решетки. Такое явление называется полиморфизмом или аллотропией. Процесс перехода из одного кристаллического строения в другое называется полиморфным (аллотропическим) превращением.

Строение, получающееся в результате полиморфного превращения, называется аллотропической формой. Аллотропическая форма, устойчивая при более низкой температуре, обозначается индексом a, при более высокой – b, g и так далее.

Температура, при которой происходит переход решетки из одного вида в другой, называется температурой полиморфного превращения или температурой перекристаллизации. При этом изменяются свойства металла (плотность, теплопроводность, теплоемкость и др.).

Аллотропические превращения при нагревании происходят с поглощением тепла, а при охлаждении с его выделением. Как при нагревании, так и при охлаждении аллотропические превращения происходят с некоторым запаздыванием. Так, превращение a – модификации в b – модификацию, происходящее при нагревании, будет всегда выше температуры превращения b в a, происходящее при охлаждении. Такое явление называется гистерезисом. Полиморфные превращения протекают как в чистых металлах, так и в сплавах.

28. Мартенситное превращение идет в интервале температур начала и конца мартенситного превращения Мн и Мк. Для эвтектоидной стали оно начинается при 240 и заканчивается при –50 °С. Однако при этой температуре в стали сохраняется еще некоторое количество непревращенного, так называемого «остаточного аустенита». Охлаждение ниже температуры Мк не приводит к его окончательному распаду. Положение точек Мн и Mк не зависит от скорости охлаждения, но зависит от содержания углерода в стали. Мартенсит – пересыщенный раствор внедрения С в α-железо. Различают два вида мартенсита: пластинчатый (игольчатый) и пакетный (реечный). Пластинчатый мартенсит образуется в высокоуглеродистых сталях, имеющих низкие значения Мн и Мк. Пакетный (реечный) мартенсит характерен для низко- и среднеуглеродистых, а также конструкционных легированных сталей. Особенностью март. Превращения является то, что оно не протекает до конца в изотермических условиях.

13. Диффузия.Законы Фика

Диффузия — процесс взаимного проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму.

Согласно первому закону Фика, диффузионный поток вещества через дан-

ное сечение в единицу времени прямо пропорционален градиенту концентра-

ций dC/dx и площади сечения S:

Изменение концентрации диффундирующего вещества со временем в неко-

торой области пространства описывается вторым законом Фика:

где dC/dx - градиент концентрации (определяется распределением концентра-

ции (dC) по расстоянию (dx)); S - площадь сечения образца, на которой проис-

ходит диффузионный перенос вещества; d- время; D - коэффициент диффузии,

соответствующий количеству вещества, продиффундировавшего за 1 с через

площадку 1 см2 при градиенте концентрации dС/dx, равном 1; размерность ко-

эффициента диффузии см2/с.

23. Перитектическое превращение – процесс взаимодействия кристаллов твердого раствора с жидкостью, происходящий при постоянной температуре и постоянной концентрации фаз, приводящий к образованию кристаллов другого твердого раствора.

Перитектоидное превращение – фазовое превращение в твердом состоянии при охлаждении, заключающееся в образовании одной новой фазы из двух других; полностью обратимо при нагреве.

Некоторые промежуточные фазы образуются в результате взаимодействия двух твердых фаз по реакции, аналогичной перитектической, которая называется перитектоидной .

В рассматриваемом примере промежуточная фаза g образуется при взаимодействии граничных твердых растворов: ac + bd ---> gp, превращение, в соответствии с правилом фаз Гиббса, протекает при постоянной температуре и неизменных составах всех фаз.В зависимости от состава сплава перитектоидная реакция заканчивается по–разному: с одновременным исчезновением обеих исходных фаз aс и bd (сплав состава точки р) или только одной из этих фаз.