Диаграммы состояния некоторых двойных систем

 

 

 

Рис. П.1.1. Диаграмма состояния системы олово-сурьма

 

 

Рис. П.1.2. Диаграмма состояния системы олово-свинец

 

 

Рис. П.1.3. Диаграмма состояния системы сурьма-теллур

 

Рис. П.1.4. Диаграмма состояния системы алюминий-кремний

 

 

Рис. П.1.5. Диаграмма состояния системы медь-цинк

 

Рис. П.1.6. Диаграмма состояния системы серебро-медь

Рис.П.1.7. Метастабильная диаграмма состояния системы железо-углерод

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ

Кафедра безопасности жизнедеятельности

 

Домашнее задание №1

по курсу «Материаловедение и технология материалов»

Вариант №…

Студент

 

 

1. Вычертите диаграмму состояния системы Pb-Mg (свинец-магний):

а) перечислите твердые фазы имеющиеся в рассматриваемой системе, дайте им краткую характеристику;

б) опишите фазовые превращения в сплаве с 70 %Pb, 30 %Mg при охлаждении;

в) определите для заданного сплава:

· химический состав фаз (концентрацию компонентов в фазах) при температурах 400, 500, 650 ^oC;

· количество каждой фазы в % при температуре 400 ^оС;

· структурные составляющие при комнатной температуре.

На диаграмме состояния системы Mg-Pb существуют следующие фазы: жидкость (L), чистый магний (Mg), чистый свинец (Pb), химическое соединение (Mg₂Pb).

При охлаждении в сплаве с 70 %Pb, 30 %Mg происходят фазовые преврашения, описанные ниже.

В точке а из жидкости начинают выделяться первые кристаллы химического соединения Mg₂Pb. При последующем охлаждении количество твердого химического соединения увеличивается. При этом состав оставшейся жидкости изменяется по линии аd. При достижении температуры 460 ^оС оставшаяся жидкость кристаллизуется по эвтектическому механизму: L → Mg + Mg₂Pb. Образуются твердый магний и химическое соединение.

При дальнейшем охлаждении количество и состав фаз не изменяется.

 

Химический состав фаз при температурах:

· 400 ^оС – твердый магний и химическое соединение Мg₂Pb;

· 500 ^оС – жидкая фаза с составом а ' и химическое соединение Мg₂Pb;

· 650 ^оС – только расплав магния с содержанием свинца 30 %.

 

Количество фаз при температуре 400 ^оС определяется по правилу рычага:

· магния mn / kn = 10/80 = 12,5 %;

· химического соединения Мg₂Pb km / kn = 70/80 = 87,5 %.

 

При комнатной температуре структура сплава – эвтектика (Mg + Mg₂Pb) и выделения первичной фазы - Мg₂Pb. Схематично структура сплава имеет вид, изображенный ниже.

 

2. Вычертите метастабильную диаграмму состояния системы железо-углерод (рис.П.1.7):

а) дайте определение фазам аустенит и цементит;

б) опишите фазовые превращения в сплаве с содержанием углерода 1,6% при охлаждении;

в) определите для заданного сплава:

· химический состав фаз (содержание углерода в фазах) при температурах эвтектоидной, 1100, 1300 ^оС;

· количество каждой фазы в % при температуре 1300 ^оС;

· структурные составляющие при комнатной температуре.

Аустенит – это твердый раствор внедрения углерода в ГЦК-железе. Это пластичная фаза, легко деформируется.

Цементит – это химическое соединение Fe₃C. Хрупкая, очень твердая фаза.

 

При охлаждении и достижении температуры, соответствующей точке а, из жидкого металла начинают выделяться твердые кристаллы аустенита с составом в. При дальнейшем охлаждении состав жидкости изменяется по линии ad, а состав аустенита - по линии be. По достижении точки е вся жидкость перешла в аустенит. В интервале ef существует только аустенит состава с. Ниже точки f аустенит оказывается пересыщен по углероду и из него выделяются пластины цементита (цементит вторичный). В ходе охлаждения состав аустенита изменяется по линии fS. При температуре 721^оС происходит эвтектоидное превращение – аустенит с содержанием углерода 0,8% распадается на феррит и цементит. При последующем охлаждении феррит оказывается пересыщен по углероду и из него выделяется цементит (цементит третичный). При охлаждении состав феррита изменяется по линии PQ.

Химический состав фаз при температурах:

· 721 ^оС – феррит состава точки Р и цементит;

· 1100 ^оС – аустенит состава точки с;

· 1300 ^оС – аустенит состава точки b' и жидкий металл состава точки a'.

 

Количество фаз при температуре 1300 ^оС определяется по правилу рычага:

· содержание аустенита ma' / a'b' = 1,6/2,0 = 80 %;

· содержание жидкой фазы b'm / a'b' = 0,4/2,0 = 20 %.

 

Структурные составляющие при комнатной температуре:

Перлит (феррит + цементит), вторичный цементит и третичный цементит.

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

1.	ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДИАГРАММАХ СОСТОЯНИЯ ДВОЙНЫХ СИСТЕМ………………………………………………
	1.1.	Диаграмма состояния сплавов, образующих механическую смесь компонентов……………………………………………
	1.2.	Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии……….
	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 определение количества и состава фаз в сплаве……
	1.7.	Система железо-углерод……………………………………...
2.	МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ………………………………………...
3.	ВАРИАНТЫ ДОМАШНИХ ЗАДАНИЙ………………………….
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ НЕКОТОРЫХ ДВОЙНЫХ СИСТЕМ………………………………………………….
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ………………………………………………………………

Учебное издание

 

СПЛАВЫ И ИХ СТРУКТУРА

 

 

Составитель Барышев Евгений Евгеньевич

 

Редактор И.В. Коршунова

Компьютерный набор Е.Е. Барышева

 

ИД № 06263 от 12.11.2001

_______________________________________________________

Подписано в печать 14.12.2007 Формат 60x84 1/16

Бумага типографская Офсетная печать Усл.печ.л. 2,44

Уч.-изд.л. 2,3 Тираж 100 экз Заказ

_______________________

 

 

Редакционно-издательский отдел УГТУ-УПИ

620002, Екатеринбург, Мира, 19

[email protected]

 

Ризография НИЧ УГТУ - УПИ

620002, Екатеринбург, Мира, 19