Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Термический анализ




Вопросы

Основные понятия теории сплавов

Термический анализ

Диаграмма состояния железо-цементит

Основные понятия теории сплавов

Под сплавом понимают металлическое вещество, полученное сплавлением двух или более элементов. Вещества из которых об­разован сплав, называются компонентами. При кристаллизации сплавов могут образовываться следующие типы соединений: ме­ханические смеси, твердые растворы, химические соединения.

Механические смеси образуют компоненты с большим разли­чием атомных диаметров, не способные к взаимному растворе­нию в твердом состоянии и не вступающие в химическую реак­цию с образованием соединения. При этом каждый из компонентов сохраняет свой тип кристаллической решетки. Меха­нические свойства смесей зависят от ко­личественного соотношения компонен­тов, от размеров и формы зерен.

Твердые растворы (рис. 1) характери­зуются тем, что один компонент (раство­ритель) сохраняет свою кристаллическую решетку, а другой (растворимый) — от­дает свои атомы в решетку растворителя. Например, компонент В растворился в ком­поненте А. Свойства твердого раствора от­личаются от свойств компонентов его об­разующих.

Существуют твердые растворы внедре­ния и твердые растворы замещения. При образовании твердых растворов внедрения атомы растворенного компонента В разме­щаются между атомами растворителя А в его кристаллической решетке (рис.1,б). При образовании твердых растворов замещения атомы растворенного компонента В замещают часть атомов растворителя (компонент А) в его кристаллической решетке (рис.1, а).

Поскольку размеры растворенных ато­мов отличаются от размеров атомов раство­рителя, то образование твердого раствора сопровождается искажением кристалли­ческой решетки растворителя (рис. 2).

Твердые растворы замещения могут быть с ограниченной и неограниченной ра­створимостью. В твердых растворах с огра­ниченной растворимостью концентрация растворенного компонента возможна до определенных пределов.

В твердых растворах с неограниченной растворимостью возможна любая концен­трация растворенного компонента (от 0 до 100%).

 

Рис.1 Рис.2

 

 

Как правило, об­разуются твердые растворы с ограничен­ной растворимостью.

Химические соединения имеют следующие особенности: совер­шенно новую кристаллическую решетку, отличную от решеток элементов его образующих; свойства соединения резко отличаются от свойств элементов (высокая твердость и хрупкость); постоян­ный состав; подчиняются законам валентности и выражаются фор­мулой Аn Вm,где nи m— взаимно простые целые числа.

Системой называют совокупность фаз, находящихся в равновесии при определенных внешних условиях (температуре, давлении). Система может быть простой, если она состоит из одного компонента, и сложной, если она состоит из нескольких компонентов.

Фазой называют однородную по химическому составу, кристаллическому строению и свойствам часть системы, отделенную от других частей системы поверхностью раздела. Фазами могут быть металлы и неметаллы, жидкие и твердые растворы, химические соединения. Однородной системой является, например, однородная жидкость, двухфазной – механическая смесь двух видов кристаллов.

 

Термический анализ

 

Фазовые превращения, происходящие в сплавах, можно наглядно представить с помощью диаграмм состояния. Диаграммы состоя­ния позволяют определить фазовые и структурные превращения сплавов при медленном нагреве или медленном охлаждении. Они дают возможность предвидеть изменение свойств сплавов и назна­чать оптимальные режимы термической обработки.

Для построения диаграмм состояния применяют метод термического анализа. Тигель вместе с металлом помещают в печь (рис. 3) и нагревают до температуры плавления. Затем в жидкий металл погружают тер­мопару (две разнородные проволоки, спаянные концами), соединенную с чув­ствительным гальванометром, шкала которого проградуирована в градусах. Далее печь вык­лючают, и металл начинает ос­тывать вместе с печью. Одновре­менно через равные промежутки времени снимают показания гальванометра и строят кривую изменения температуры во вре­мени (рис. 4).

Для построения диаграмм состояния приготавливают не­сколько сплавов разного соста­ва из одних и тех же компонен­тов и получают серию кривых охлаждения.Сплавы, как правило, кристаллизуются в интервале температур. Температура Тn начала первичной кристаллизации, при которой образуются зародыши твердой фазы, называется температурой ликвидус, а температура конца первичной кристаллизации Тs при которой исчезают после­дние капли жидкости, — температурой солидус.

В сплавах типа «механическая смесь» имеется наиболее легкоплавкий сплав системы, первичная кристаллизация которого протекает при постоянной температуре, он называемся эвтекти­ческим сплавом. Структура, полученная при кристаллизации жид­кого раствора эвтектического состава, называется эвтектикой.

Получив серию кривых охлаждения, строят диаграмму состоя­ния: для этого на оси абсцисс отмечают точки, характеризующие составы изученных сплавов, и указывают температуры ликвидус, получают линию ликвидус, а соединив температуры солидус, — линию солидус.

Принято сплавы, расположенные слева от эвтектического, на­зывать доэвтектическими, а расположенные справа, — заэвтектическими.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-09-20; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 994 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Если вы думаете, что на что-то способны, вы правы; если думаете, что у вас ничего не получится - вы тоже правы. © Генри Форд
==> читать все изречения...

2330 - | 2235 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.009 с.