Правило отрезков

Правило отрезков применяется для определения концентрации и количества отдельных фаз. Рассмотрим его на примере заэвтектического сплава системы Sn – Zn, состояние которого характеризуется на диаграмме точкой К (рис. 15 ).

Рис. 15. Диаграмма состоя­ния (а) и структурная диаграмма (б) сплавов системы Sn – Zn .

Первое правило отрезков. Для определения концентрации (состава) отдельных фаз необхо­димо через точку К провести горизонтальную линию (каноду) до пересечения с бли­жайшими линиями диаграммы. Проекции точек пересечения на ось концентраций укажут состав отдельных фаз: m'— жидкой фазы, n'—твердой фазы (кристаллов Zn).

При на­блюдении за положением каноды mn в процессе дальнейшего охлаждения сплава можно убедиться, что изменение концент­рации жидкой фазы протекает по линии ликвидуса и в точ­ке В достигает эвтектической концентрации. Это является об­щей закономерностью для всех до- и за-эвтектических сплавов.

Второе правило отрезков. Соотношение количества жидкой и твёрдой фаз соответствует соотношению отрезков каноды :

Ж /Т = Kn /mK

На рис. 15 б приведена также структурная диаграмма системы олово-цинк, которая позволяет определить структурный состав и соотношение количества структурных составляющих в сплавах с любой концентрацией компонентов после полной кристаллизации.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Провести наблюдение за процессом охлаждения сплава (расплавов) системы Sn – Zn из жидкого состояния, фиксируя температуру по времени.

2. Построить кривые охлаждения сплавов и определить критические точки.

3. Построить диаграмму состояния сплавов системы Sn – Zn .

4. Рассмотреть и изучить под микроскопом микрострукту­ру сплавов

Sn – Zn , зарисовать и описать их.

5. Составить отчет по работе.

ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ

Отчет по выполненной работе должен содержать:

1. Краткие сведения из теории термического анализа, по­строения и анализа диаграммы состояния сплавов системы Sn – Zn.

2. Результаты наблюдения температур при охлаждении сплава.

3. Кривую охлаждения чистого Sn или сплава системы Sn – Zn и анализ кривой по отдельным периодам охлаждения.

4. Критические точки для всех исследованных сплавов си­стемы Sn – Zn

5. Диаграмму состояния сплавов системы Sn – Zn и структурную диаграмму.

6. Схематические зарисовки микроструктур доэвтектического, эвтектического и заэвтектического сплавов системы Sn – Zn и описания микроструктур.

7. Описание процессов, происходящих на линиях ликвиду­са и солидуса при охлаждении (затвердевании) сплавов из жидкого состояния.

8. Выводы по работе, где указать особенности условий кристаллизации сплавов по данному типу диаграммы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Объяснить последовательность операций для построения диаграммы состояния

2. Основные линии на диаграмме состояния и структура сплавов по областям диаграммы.

3. Кривые охлаждения. Какие особенности могут быть на кривых охлаждения?

4. Сформулируйте первое и второе правило отрезков.

5. Выбрать доэвтектический и заэвтектический сплавы и для точек в интервале кристаллизации определить концентрацию компонентов в жидкой и твердой фазах, а также соотношение количества жидкой и твердой фаз.