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 721оС 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
rio@mail.ustu.ru
Ризография НИЧ УГТУ - УПИ
620002, Екатеринбург, Мира, 19
