
- •Практическая работа №2 диаграммы состояния сплавов Цель работы
- •1. Теоретические положения Основные определения и правило фаз
- •Построение диаграмм состояния термическим методом
- •Диаграмма состояния сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов
- •Критические температуры сплава Pb – Sb
- •1. Эвтектический сплав (рис.3):
- •II. Заэвтектический сплав (рис.3):
- •Правило отрезков
- •Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии
- •Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии
- •I. Сплав со вторичной кристаллизацией (рис.5б):
- •II. Доэвтектический сплав (рис.5в):
- •2. Порядок и методика проведения работы
- •Результаты термического анализа
- •Экспериментальные критические температуры
- •3. Содержание отчета по работе
- •Количество степеней свободы сплава
- •Состав и количество фаз сплава
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Варианты индивидуальных заданий
- •Данные для построения кривых охлаждения сплавов Pb - Sb
- •Данные для построения кривых охлаждения сплавов Cu – Ni
- •Данные для построения кривых охлаждения сплавов Pb - Sn
Критические температуры сплава Pb – Sb
Сплав |
Состав сплава, % |
Температура начала кристаллизации, °С |
Температура конца кристаллизации, °С |
|
свинец |
сурьма |
|||
а |
100 |
0 |
327 |
327 |
б |
94 |
6 |
300 |
246 |
в |
87 |
13 |
246 |
246 |
г |
40 |
60 |
465 |
246 |
д |
0 |
100 |
631 |
631 |
Диаграмму состояния сплава (рис. 2б) строят в координатах температура (ось ординат) – состав сплава (ось абсцисс). Для построения диаграммы на ее поле наносят точки ликвидус и солидус компонентов и сплавов. Соединяя точки ликвидус одной линией, получают линию ликвидус диаграммы (линия АСВ), а соединяя точки солидус другой линией, получают линию солидус (линия ДСЕ). Точки А и В диаграммы определяют температуры кристаллизации чистых компонентов – свинца и сурьмы, соответственно. Точка С называется эвтектической точкой, она определяет состав эвтектического сплава. Сплавы, расположенные левее точки С называются доэвтектическими сплавами, а сплавы, расположенные правее эвтектической точки, – заэвтектическими.
Выше линии ликвидус (АСВ) сплав однофазный – он находится в жидком состоянии (L). В области диаграммы АСД сплав двухфазный, сплав состоит из жидкости и твердого свинца (РbТВ). Область ВСЕ также двухфазная, здесь сплав состоит из жидкости и твердой сурьмы (SbТВ). Ниже линии солидус (ДСЕ) сплав находится в твердом состоянии и включает две фазы – РbТВ и SbТВ. Эвтектика (РbТВ + Sb ТВ.) кристаллизующаяся ниже точки С, не является самостоятельной фазой, а представляет собой простую механическую смесь двух кристаллических фаз – кристаллов свинца и
__________________
1еutektos - легко плавящийся (греч.), 2 liquidus – жидкий (лат.), 3 solidus – твердый (лат.).
сурьмы. Доэвтектические сплавы ниже линии ДСЕ состоят из эвтектики и твердого свинца, заэвтектические – из эвтектики и твердой сурьмы.
Диаграмма состояния сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов для произвольного сплава приведена на рис.3.
Компоненты сплава А и В неограниченно растворимы в жидком состоянии, не образуют друг с другом химических соединений, нерастворимы в твердом состоянии, образуют механические смеси из чистых компонентов.
Фазы сплава: - жидкий сплав (L), твердые кристаллы А, твердые кристаллы В.
Характерные точки диаграммы: точки А и В – температуры плавления компонентов А и В, соответственно; точка С - эвтектическая точка.
Характерные линии диаграммы: АСВ – линия ликвидус, DCE - линия cолидус.
Фазовый состав областей:
- выше линии АСВ- сплав однофазный (жидкость L);
- в области АСD - сплав двухфазный (L + А);
- в области СBE - сплав двухфазный (L + В);
- ниже линии DСE- сплав двухфазный – А + В, при этом ниже т. С кристаллизуется эвтектика (А + В)эвт; ниже линии DС сплав имеет состав А +(А + В)эвт; ниже линии СE - В + (А + В)эвт.
Рассмотрим кристаллизацию некоторых сплавов.