Формирование структуры материалов - Производство и технологии курсовая работа

Главная

Производство и технологии
Формирование структуры материалов

Физико-химические закономерности формирования; строение и свойства материалов. Типы кристаллических решёток металлов. Испытания на ударный изгиб. Термическая и химико-термическая обработка, контроль качества металлов и сплавов. Конструкционные материалы.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Физико-химические закономерности формирования структуры материалов
Наиболее характерные свойства металлов
1. Высокая электро- и теплопроводность.
2. Положительный температурный коэффициент электросопротивления (т.е. повышение электросопротивления при нагреве.)
3. Способность к термоэлектронной эмиссии (т.е. испускание электронов при нагреве)
4. Повышенная способность к пластической деформации.
5. Повышенная отражательная способность.
Твёрдые металлы в обычном состоянии имеют кристаллическое строение (т.е. упорядоченное расположение атомов). В жидком состоянии металлы имеют аморфное строение (т.е. неупорядоченное расположение атомов). Аморфное строение у твёрдых металлов можно получить в результате сверхбыстрой кристаллизации со скоростью 103-109оС/сек. Особенностью металлов является слабая связь внешних электронов со своим ядром. Такие электроны способны отрываться от своего ядра и выходить в межатомное пространство, образуя электронный газ. Таким образом, все металлы состоят из упорядоченно расположённых положительно заряженных ионов и электронного газа. Атомы удерживаются на определённом расстоянии благодаря металлической связи - взаимному притяжению ионов и электронного газа и взаимному отталкиванию соседних ионов.
Кристаллическая решётка - это воображаемая пространственная сетка, в узлах которой находятся атомы.
Элементарная кристаллическая решётка - это наименьший объём кристалла, дающий представление об атомной структуре металла в любом объёме.
Типы кристаллических решёток металлов.
1. Объёмноцентрированая кубическая (ОЦК) (количество атомов на 1 ячейку - 1/8*8+1= 2)
2. Гранецентрированная кубическая (ГЦК) (количество атомов - 1/8*8+1/2*6=4)
3. Гексагональная плотноупакованная (ГПУ) (количество атомов - 1/6*12+1/2*2+3=6)
Дефекты кристаллических решёток металлов.
3. Поверхностные дефекты представляют собой неправильные границы раздела между соседними кристаллами в результате их поворота относительно друг друга.
В связи с различным расстоянием между атомами внутри каждого кристалла металла наблюдается анизотропия (различие) свойств в разных направлениях.
Все металлы - тела поликристаллические (т.е. состоят из большого количества различно ориентированных кристаллов), поэтому в целом свойства металлов изотропны (одинаковы) в различных направлениях.
Полиморфизм (аллотропия) - это способность металла испытывать изменение кристаллической решётки при определённых температурах.
Температуры, при которых в металле происходят превращения, называются критическими точками.
К полиморфизму склонны железо, титан, олово, марганец и др.
1. 768?С - точка Кюри (магнитное превращение железа)
2. 911?С - полиморфное (аллотропическое) превращение Feб-Feг (ОЦК-ГЦК)
3. 1392?полиморфное превращение Feг- Feд(б) (ГЦК-ОЦК)
4. 1539?С - температура плавления (кристаллизации железа).
Методы исследования структуры металлов.
Макроскопический анализ заключается в определении строения материалов невооруженным глазом или через лупу при небольших увеличениях (до 30 раз).
- вид излома - вязкий, хрупкий, нафталинистый, камневидный и т.д.;
- нарушение сплошности металла - усадочную рыхлость, центральную пористость, подкорковые пузыри, флокены в стали, дефекты сварки (непровары, газовые пузыри и т.п.);
- дендридное строение, зону транскристализации в литом металле;
- химическую неоднородность литого металла (ликвацию) и грубые включения;
- волокнистую структуру деформированного металла.
Макроструктура может быть исследована непосредственно на поверхности заготовки или детали, в изломе или, что делается чаще, на вырезанном образце, после его шлифования и травления специальными реактивами.
Образец металла, поверхность которого подготовлена для макроанализа, называется макрошлифом.
Для приготовления макрошлифа из детали вырезают образец, его поверхность выравнивают и шлифуют поочерёдно несколькими видами наждачной бумаги, начиная с самой крупнозернистой. При смене бумаги на более мелкозернистую изменяют направление шлифования на 90?.
Исследование излома, по виду которого определяется характер разрушения. Вязкий излом обычно имеет матовую волокнистую поверхность, а хрупкий - блестящую кристаллическую. Смешанный излом имеет области вязкого и хрупкого разрушения.
Выявление неоднородности распределения (ликвации) серы производится по методу Баумана: макрошлиф протирают ватой, смоченной спиртом, а затем на отшлифованную поверхность накладывают лист бромсеребрянной фотобумаги, вымоченной на свету в 5%-ном растворе серной кислоты в течение 5-10 минут и слегка просушенной фильтровальной бумагой. Бумагу приглаживают сверху рукой для удаления пузырьков образующихся газов и выдерживают на макрошлифе в течение 3-15 минут. Полученный отпечаток промывают в воде, фиксируют в 25%-ном водном растворе гипосульфита, снова промывают в воде и просушивают. Полученные на фотобумаге участки коричневого цвета указывают на места, обогащённые серой. Если фотобумага имеет равномерную окраску, следовательно, сера распределена равномерно.
Появление тёмных участков в местных, обогащённых серой, объясняется тем, что сначала между серной кислотой, впитанной в фотобумагу и включениями MnS, в виде которых сера находится в стали, происходит реакция:
Образующийся сероводород действует на бромистое серебро эмульсионного слоя, в результате получается сернистое серебро, имеющее темно-коричневый цвет:
3. Выявление дефектов методом глубокого травления производится следующим образом:
а) отшлифованную поверхность образца протирают ватой, смоченной спиртом;
б) в водяную баню, установленную в вытяжном шкафу (так как при травлении выделяются ядовитые газы), помещают фарфоровую ванну с реактивом, состоящим из 100 мл HCl и 100 мл воды, и нагревают до температуры 60-70оС;
в) образец при помощи щипцов погружают в горячий реактив и выдерживают в нем от 10 до 45 минут;
г) после выдержки образец при помощи щипцов вынимают из реактива, промывают водой, а затем 10-15 %-ным водным раствором азотной кислоты и просушивают.
Кислота более сильно растравливает дефекты, чем сплошной металл, и они видны невооруженным глазом.
Выявление ликвации фосфора, поверхностных дефектов производят методом поверхностного травления макрошлифа или сварного соединения в реактиве Гейна (53 г NH4Cl, 85 г CuCl2 в 1000 мл воды) при 20 оС:
а) макрошлиф протирают ватой, смоченной спиртом;
б) образец погружают в реактив и выдерживают 1-2 мин, пока вся его поверхность не покроется медью;
в) струей воды с поверхности смывают слой меди и просушивают образец.
Более темные места показывают расположение дефектов (пор, ликвации фосфора и др.)
Микроанализ-излучение строения металлов и сплавов с помощью металлографических микроскопов при увеличении в 50-2000 раз.
При помощи микроанализа определяют:
· форму и размеры кристаллических зёрен, из которых состоит металл или сплав;
· изменение внутреннего строения сплавов, происходящее под влиянием различных режимов термической и химико-термической обработки, а также после внешнего механического воздействия на сплав;
· микропороки металла - микротрещины, раковины и т.п.;
· наличие и виды неметаллических включений - сульфиды, окислы и др.
Микроскопический анализ включает приготовление микрошлифов и исследование их с помощью металлографического микроскопа. Микрошлиф изготавливают как и макрошлиф, но дополнительно ещё полируют специальными пастами и фетром до зеркального состояния, затем образец подвергают травлению растворами кислот с целью выявления структуры. Для исследования микрошлифов применяют оптические и электронные микроскопы. В оптическом микроскопе для получения изображения используются световой луч, а в электронном - поток электронов.
Физические методы исследования и контроля качества металлов и сплавов
1. Термический анализ применяют для определения критических точек металлов и сплавов. Для этого в огнеупорном тигле 2 расплавляют исследуемый сплав 3 (рис. 1)
Рис. 1 Схема установки для изучения процесса кристаллизации термическим методом
В расплавленный металл помещают горячий спай термопары 4, защищённой фарфоровым колпачком 6, холодные края термопары 5 подключена к потенцемоментру 7. Термопары и потенцемометр позволяют замерять температуру при охлаждении металлов до комнатной температуры. По данным экспериментам строится кривая охлаждения металла. Точки перегибов на этой кривой соответствуют критическим точкам.
Дилатометрический анализ основан на изменении объёма металла в процессе полиморфных превращений. Образец помещают в специальный прибор дилатометр и отслеживают изменения объёма в процессе нагрева или охлаждения. Таким образом определяют критические точки металла.
Рентгеноструктурный анализ даёт возможность установить типы кристаллических решёток металлов и сплавов, а так же их параметры. Определение структуры металлов, размещения атомов в кристаллической решётке и измерение расстояния между ними основано на дифракции рентгеновских лучей рядами атомов в кристалле, т.к. длина волн этих лучей соизмерима с межатомными расстояниями в кристаллах. Зная длину волн рентгеновских лучей, можно вычислить расстояние между атомами и построить модель расположения атомов.
Рентгеновский контроль основан на проникновении рентгеновских лучей сквозь тела, непрозрачные для видимого света. Проходя сквозь металлы, рентгеновские лучи частично поглощаются, причём сплошным металлом лучи поглощаются сильнее, чем в тех местах, где находятся газовые, шлаковые включения или трещины. Величину, форму и род этих пороков можно наблюдать на светящемся экране, установленном по ходу лучей за исследуемой деталью. При установке на место экрана кассеты с фотопластинкой или плёнкой получают снимок исследуемого объекта. Рентгеновским исследованием можно обнаружить внутри детали даже микроскопические дефекты.
Для выявления трещин, волосовин, пузырей, неметаллических включений внутри деталей применяют также магнитную дефектоскопию. Магнитные испытания складываются из трёх основных операций: намагничивания изделий, покрытия их ферримагнитным порошком, наружного осмотра и размагничивания изделий.
У намагниченных изделий с пороками магнитные силовые линии, стремясь обогнуть места пороков, ввиду их пониженной магнитной проницаемости выходят за пределы поверхности изделия и затем входят в него, образуя неоднородное магнитное поле. Поэтому при покрывании изделий магнитными порошками частицы порошков располагаются над пороком, образуя резко очерченные рисунки.
Ультразвуковая дефектоскопия позволяет испытывать не только ферромагнитные, но и парамагнитные материалы и выявлять пороки в их толщине на значительной глубине (свыше 1 м), где они не могут быть обнаружены магнитным методом.
Для исследования материалов применяют ультразвуковые колебания частотой от 2 до 10 МГц. При такой частоте колебания распространяются в материале подобно лучам, почти не рассеиваясь по сторонам. Ими можно “просвечивать” материалы на глубину свыше 1 м. Ультразвук отражается на поверхности раздела разнородных сред. Поэтому ультразвук не проходит через трещины, раковины, включения, образуя акустическую тень. Для излучения и приёма ультразвука пользуются ультразвуковыми дефектоскопами, снабжёнными пьезоэлектрическим излучателями и приёмниками.
В металлургии и металловедении радиоактивные изотопы применяют для разных целей. Например, в шлак вводят радиоактивные изотопы фосфора, серы, марганца и изучают скорость перехода этих элементов в металл и скорость восстановления их равновесного распределения между металлом м шлаком в металлургических плавках при изменении температуры или состава шлака. Введение радиоактивного углерода в железо при цементации позволяет изучить скорость диффузии и распределения углерода в нём.
Для выявления распределения олова в никеле в жидкий сплав добавляют радиоактивное олово; затвердевший сплав кладут на кассету с фотопластинкой и после соответствующей выдержки пластинку проявляют. Получают микрорадиограмму, на которой места расположения атомов радиоактивных изотопов засвечены. Атомы радиоактивного изотопа ведут себя так же, как обычные атомы, что позволяет определить расположение исследуемых атомов.
Радиоактивные изотопы помогают следить за износом кладки металлургических печей, деталей машин и т.д. При пользовании радиоактивными изотопами необходимо строго соблюдать правила предосторожности от опасного облучения.
1.2 Формирование структуры литых материалов
Кристаллизация - процесс перехода металла из жидкого состояния в твёрдое кристаллическое.
Металл, как любая термодинамическая система, стремится к более устойчивому состоянию, обладающему наименьшим запасом свободной энергии. Графики зависимости свободной энергии жидкого и твёрдого состояния металла от температуры имеют вид.
Кривые пересекаются в точке, соответствующей равновесной температуре tр, при которой одновременно происходят плавления и кристаллизация металла. Для того, чтобы устойчиво происходила кристаллизация, необходимо переохладить металл ниже равновесной температуры. Степень переохлаждения будит равна разности равновесной температуры tр и температуры кристаллизации tк.
Кривые охлаждения чистого металла, построенные в результате кристаллизации образцов с различной скоростью представлены на рисунке.
Из графиков видно, что чем выше скорость охлаждения, тем больше степень переохлаждения ниже равновесной температуры.
Теорию кристаллизации сформулировал Чернов Д.К.: при охлаждения металла ниже равновесной температуры в нём возникают участки кристаллического строения - зародыши (центры) кристаллизации. При дальнейшем охлаждении они растут. В местах сопрокосновения с гранями соседних кристаллов они прекращают свой рост, но продолжается рост граней, соприкасающихся с жидкой фазой. В результате они приобретают неправильную геометрическую форму, поэтому кристаллы металла называют зернами или кристаллитами.
Факторы влияющие на размер зерна при кристаллизации.
Скорость охлаждения (чем она выше, тем меньше зерно);
Химический состав металла, в том числе присутствие в расплавленном металле тугоплавких примесей, которые являются центрами кристаллизации и измельчают зерно.
Модифицирование - введение в расплавленный металл небольшого количества примесей, практически не влияющих на химический состав металла и образующих тугоплавкие соединения, с целью измельчения зерна.
Дендриты - это кристаллы древовидной формы, чаще всего образующиеся при кристаллизации.
1 зона - тонкая плотная корочка из мелких равноосных дендритов, образующихся при высокой скорости охлаждения в первый момент кристаллизации.
2 зона - столбчатые кристаллы, вытянутые вдоль линии теплоотвода.
3 зона - крупные равноосные кристаллы, образующиеся при медленном охлаждении и равномерном теплоотводе в последний момент кристаллизации в центре слитка.
В случае сильного перегрева металла и быстрого охлаждения третья зона не образуется - это называется транскристаллизацией.
Сплав - это вещество, полученное сплавлением двух и более компонентов.
Компонент - это химические элементы, входящие в состав сплава.
Фаза - это однородная часть сплава, имеющая одинаковый состав, строение, свойства, агрегатное состояние и отделённая от других фаз границей раздела.
Под структурой сплавов понимают форму, размеры, характер взаимного расположения фаз в металлических сплавах.
Виды фаз в металлических сплавах зависят от характера взаимодействия компонентов.
Жидкий расплав образуется в случае полного растворения компонентов сплава друг в друге при расплавлении.
Кристаллы чистых компонентов образуют механическую смесь, если компоненты между собой не взаимодействуют. Количество фаз будет равно количеству компонентов.
Химическое соединение - это фаза, при образовании которой возникает абсолютно новая кристаллическая решетка, отличная от решёток компонентов. Состав химических соединений постоянен, поэтому его можно выразить формулой. Свойства химических соединений резко отличается от свойств компонентов.
Твёрдый раствор - это фаза, при образовании которой один из компонентов сохраняет свою решетку, а атомы второго компонента растворяются в ней.
а) Твёрдые растворы замещения образуются, когда атомы растворенного компонента замещают атомы растворителя в узлах кристаллической решетки. Эти растворы могут иметь не ограниченную или ограниченную растворимость компонентов друг в друге.
б) Твёрдые растворы внедрения образуются, если атомы растворённого компонента располагаются в межузельных пространствах растворителя. Твёрдые растворы внедрения имеют ограниченную растворимость компонентов и образуются у металлов с неметаллами (углеродом, азотом, бором и др.)
Общие закономерности взаимодействия устойчивых фаз могут быть охарактеризованы правилом фаз или законом Гиббса ( для случаев, когда давление в системе постоянно):
где с - число степеней свободы системы;
к - количество компонентов в сплаве;
f - количество фаз в сплаве в данный момент времени и при данной температуре.
Диаграммы состояния двухкомпонентных сплавов.
Обычно для построения диаграмм состояния пользуются результатами термического анализа, то есть строят кривые охлаждения и по остановкам и перегибам на этих кривых, вызванным тепловым эффектом превращений, определяют температуры превращений. Температуру сплава обычно измеряют с помощью термопары.
Для этого в печь 1 (рис.1) помещают тигелёк 2, в котором расплавляют исследуемый сплав 3. Затем в расплав погружают горячий спай 4 термопары 5 (защищённой фарфоровым или кварцевым колпачком 6) и выключают печь.
Начинается охлаждение и температуру отмечают через определённые промежутки времени c помощью потенциометра 7. Появление изменений в агрегатном или фазовом состоянии характеризуется перегибами на кривой охлаждения сплава. Имея достаточное количество сплавов и определив в каждом сплаве температуры превращений, можно построить диаграмму состояния.
Рассмотрим построение диаграммы состояния на примере сплавов свинца и сурьмы. С использованием метода термического анализа были построены кривые охлаждения (рис.2).
Над кривыми охлаждения приведены составы соответствующих сплавов. Первая кривая относится к чистому свинцу (рис. 2 а). При температуре выше 327оС свинец находится в жидком состоянии. При 327оС происходит кристаллизация свинца и ниже 327оС свинец находится в твёрдом состоянии. Следовательно, на кривой охлаждения свинца отрезок 0-1 соответствует охлаждению жидкости, отрезок 1-1? - кристаллизации и 1?-2 - охлаждению твёрдого сплава.
Кривая на рисунке 2 б относится к сплаву, содержащему 95 % свинца и 5 % сурьмы. Кристаллизация начинается при температуре 300 оС (точка 1) и происходит при понижении температуры на участке 1-2 с выделением кристаллов свинца, а затем при постоянной температуре 246 оС (на участке 2-2?) с выделением эвтектики, состоящей из чередующихся кристаллов свинца и сурьмы. На участке 2?-3 происходит охлаждение твёрдого сплава.
Рис. 2. Кривые охлаждения сплавов Pb - Sb
У сплава, содержащего, 90% свинца и 10% сурьмы кристаллизация будет происходить так же, как и у предыдущего сплава, только она начнётся при более низкой температуре - 260 оС (рис. 2 в).
Кривая охлаждения сплава, содержащего 87% свинца и 13% сурьмы, показывает, что его кристаллизация происходит при постоянной температуре 246 оС, в результате чего одновременно кристаллизуются кристаллы свинца и сурьмы.
Сплав, содержащий 75% свинца и 25% сурьмы (рис. 2, д), начинает кристаллизоваться с температуры 340 оС и на участке 1-2 при понижении температуры до 246 оС из него выделяются кристаллы сурьмы, а затем кристаллизация происходит при постоянной температуре 246 оС с выделением эвтектики, состоящей из кристаллов свинца и сурьмы (участок кривой охлаждения 2-2?).
Таким образом, анализ кривых охлаждения показывает, что у сплавов свинца и сурьмы происходит эвтектическая реакция, то есть одновременная кристаллизация из жидкости кристаллов свинца и сурьмы, при температуре 246 оС, что характеризуется горизонтальным участком на кривой охлаждения сплава. Это означает, что эвтектическая реакция происходит при постоянной температуре и концентрации компонентов в жидкости - 87% свинца и 13% сурьмы. У сплавов, содержащих менее 13% сурьмы (доэвтектоидных) вначале из жидкости выделяются избыточные кристаллы свинца, а у сплавов, содержащих более 13% сурьмы (заэвтектоидных) вначале из жидкости выделяются избыточные кристаллы сурьмы. Но у всех сплавов кристаллизация заканчивается эвтектоидной реакцией.
Следовательно, используя кривые охлаждения сплавов, можно определить температуры начала и конца кристаллизации. Точки начала кристаллизации называются точками ликвидус, а точки конца кристаллизации - точками солидус.
Для построения диаграммы состояния Pb - Sb используют кривые охлаждения нескольких сплавов свинца и сурьмы (рис.2). По этим кривым определяют температуры критических точек, в данном случае ликвидус и солидус и заносят их в таблицу.
Таблица 1 Критические точки сплавов свинца и сурьмы
Их наносят на систему координат температура-концентрация компонентов (рис.3).
На построенную систему координат наносят точки ликвидус и солидус для каждого сплава (рис. 4).
Затем точки ликвидус соединяют одной линией, а точки солидус другой линией, в результате чего получают диаграмму состояния сплавов, состоящих из свинца и сурьмы (рис. 5).
Линию начала кристаллизации называют линией ликвидус, а окончания кристаллизации - солидус. Горизонтальная линия на диаграмме показывает, что кристаллизация сплавов заканчивается эвтектоидной реакцией, происходящей при температуре 246 оС. Таким образом, получилась диаграмма состояния первого рода. Компоненты этих сплавов взаимно нерастворимы в твёрдом состоянии и не образуют химических соединений, но неограниченно растворимы в жидком состоянии.
Рис. 3. Построение системы координат
Рис. 4. Построение критических точек сплавов Pb-Sb
рис. 5. Построение линий диаграммы состояния Pb - Sb
Крайние точки этой системы координат соответствуют чистым компонентам (100 % свинца и 100 % сурьмы). Каждая точка оси концентраций соответствует сплаву определённого состава. На оси координат отмечают концентрацию только одного компонента (в данном случае сурьмы), а концентрация второго компонента соответственно равна 100% минус концентрация сурьмы.
Диаграмма состояния позволяет определить температуры критических точек любого сплава данного состава, структуру твёрдого сплава, а также решить вопрос о том, можно ли добиться изменения структуры сплава в результате термической обработки. Поскольку технологические и эксплуатационные свойства сплавов тесно связаны с их микроструктурой, то диаграммы состояния сплавов имеют большое значение для практического металловедения.
Вид диаграммы состояния определяется характером взаимодействия компонентов сплава между собой.
Типы диаграмм фазового равновесия двухкомпонентных сплавов.
Диаграмма состояния первого рода (рис.6) характерна для сплавов, компоненты которых неограниченно растворимы друг в друге в жидком состоянии, не растворимы в твёрдом состоянии и не образуют химических соединений.
Линия CED - ликвидус, MN - солидус. При охлаждении линия CE показывает начало выделения кристаллов А, линия ED - кристаллов В. На линии MN из жидкости одновременно выделяются кристаллы А и В (эвтектическая реакция).
Для доэвтектического сплава I кривая охлаждения имеет вид, показанный на рисунке 7а.
На этой кривой участок выше точки 1 соответствует охлаждению жидкости, (1-2) - выделению кристаллов А, (2-2?) - эвтектической реакции LЕ-А+В, (2? -3) - охлаждению твёрдого сплава, состоящего из кристаллов А и эвтектики (А+В). Схема, представленная ниже кривой охлаждения (рис.7 а), показывает строение сплава в разные моменты кристаллизации.
Кривая охлаждения эвтектического сплава II (рис. 7 б) состоит из трёх участков: (0-2) - охлаждение жидкости, (2-2?) - эвтектической реакции LЕ-А+В, (2? -3) - охлаждению твёрдого сплава, состоящего из кристаллов эвтектики (А+В).
Рис. 6. Диаграмма состояния первого рода
Кривая охлаждения III заэвтектического сплава (рис. 7 в) включает следующие участки: (0-1) - охлаждение жидкости, (1-2) - выделение кристаллов В, (2-2?) - эвтектическая реакция LЕ-А+В, (2?-3) - охлаждение твёрдого сплава, состоящего из кристаллов В и эвтектики (А+В). Схема, представленная ниже кривой охлаждения (рис. 5 в), показывает строение сплава в разные моменты кристаллизации.
Диаграмма состояния второго рода (рис. 8 а) характерна для сплавов, компоненты которых неограниченно растворимы в жидком и твёрдом состоянии и не образуют химических соединений.
Рис. 8. Диаграмма состояния второго рода (а), кривая охлаждения сплава К (б), схема изменения структуры сплава К (в)
В этом случае возможно существование только двух фаз - жидкого расплава L и кристаллов твёрдого раствора б.. Линия АmB является линией ликвидус, AnB - солидус. Кривая охлаждения сплава К(рис.6 б) включает три участка: (0-1) - охлаждение жидкости, (1-2) - выделение кристаллов б из жидкости, (2-3) - охлаждение сплава, состоящего из кристаллов твёрдого раствора б. Изменение структуры сплава при охлаждении до комнатной температуры показано на схеме (рис.8 в).
Диаграмма состояния третьего рода характерна для сплавов, компоненты которых неограниченно растворимы в жидком состоянии, ограниченно растворимы в твёрдом состоянии и не образуют химических соединений. В таких сплавах может происходить эвтектическая LE- б + в (рис.9 а) и перитектическая реакции LP + в - б (рис.10 а).
В этом случае в сплавах образуются следующие фазы: жидкий расплав, кристаллы твёрдых растворов б и в.
На диаграмме с эвтектикой линия CED - ликвидус, ADCB - солидус (рис. 7). Кривая охлаждения доэвтектического сплава I (рис. 7 б) состоит их следующих участков: (0-1) - охлаждение жидкости; (1-2) - выделение кристаллов твёрдого раствора б из жидкости; (2-2) - охлаждение твёрдого сплава, состоящего из кристалловб; (3-4) - выделение кристаллов вII из твёрдого раствора б в связи с понижением растворимости компонента В в компоненте А. Изменение структуры этого сплава показано на схеме (рис.9 г).
Кривая охлаждения доэвтектического сплава II (рис.9 в) состоит их следующих участков: (0-1) - охлаждение жидкости; (1-2) - выделение кристаллов твёрдого раствора Ь из жидкости; (2-2`) - эвтектическая реакция LE- Ь + в ; (3-4) - охлаждение сплава, состоящего из кристаллов твёрдого раствора Ь и эвтектики (Ь + в). Изменение структуры этого сплава показано на схеме (рис.9 д).
Рис. 9. Диаграмма состояния третьего рода с эвтектикой (а), кривые охлаждения сплавов (б, в), схемы изменения структур сплавов (г, д)
На диаграмме с перитектикой линия CED - ликвидус, CMND - солидус (рис.10 а). На кривой охлаждения сплава I (рис.10 б) участок (1-2) соответствует выделению кристаллов в из жидкости, (2-2`) - перитектической реакции L Е + в - Ь , (2`-3) - выделению кристаллов Ь из жидкости, (3-4) - охлаждению кристаллов твёрдого раствора Ь. Изменение структуры сплава при охлаждении показано на схеме (рис. 10 г).
На кривой охлаждения сплава II (рис. 10 в) участок (1-2) соответствует выделению кристаллов в из жидкости, (2-2`) - перитектической реакции LЕ + в - Ь ,
(2`-3) -охлаждению твёрдого сплава, состоящего из кристаллов твёрдых растворов Ь.и в. Изменение структуры сплава II при охлаждении показано на схеме (рис. 10 д).

Рис. 10. Диаграмма состояния третьего рода с перитектикой (а), кривые охлаждения сплавов (б, в), схемы изменения структур сплавов (г,д)
Диаграмма состояния четвёртого рода характерна для сплавов, компоненты которых неограниченно растворимы в жидком состоянии и образуют химическое соединение (рис. 11) или твёрдый раствор на базе химического соединения (рис.12).

Рис.11 Диаграмма состояния 4 рода с Рис.12. Диаграмма состояния 4 рода с устойчивым химическим соединением твёрдым раствором на базе химического соединения
Если компоненты сплава нерастворимы в твёрдом состоянии (рис.11), то образуются жидкий расплав, кристаллы компонентов А и В и кристаллы химического соединения AnBm. В этом случае в сплавах в зависимости от состава могут протекать эвтектические реакции:
Если компонеты сплава ограниченно растворимы в твёрдом состоянии (рис.12), то образуются жидкий расплав, rристаллы твёрдых растворов Ь и в, кристаллы твёрдого раствора на базе химического соединения г. В этих случаях в зависимости от состава сплава могут протекать эвтектические реакции:
Как известно, вид диаграммы состояния зависит от характера взаимодействия компонентов в нём, а, следовательно, между видом диаграммы состояния и свойствами сплава существует определённая связь (рис.13).
Метод изучения изменений свойств в зависимости от изменения состава и построения диаграммы состав-свойства был положен Курнаковым Н.С. в основу разработанного им физико-химического анализа сплавов.

Рис. 13. Связь между диаграммой состояния и некоторыми свойствами сплавов
Анализ фазовых превращений по диаграмме состояния.
Диаграмма состояния сплава позволяет определить характер фазовых превращений при медленном охлаждении или нагреве, а также структуру в твёрдом состоянии для любого сплава, состоящего из данных компонентов. Для этого через точку, соответствующую исследуемому сплаву проводят вертикальную линию и отмечают точки пересечения этой линии с линиями диаграммы (критические точки). По ним строят кривую охлаждения или нагрева и анализируют фазовые превращения. Однофазные области диаграммы показывают, что фазовых превращений не происходит, а происходит только охлаждение или нагрев сплава. Двухфазные области диаграммы характеризуют фазовые превращения. Участки кривой охлаждения или нагрева в двухфазных областях будут иметь меньший наклон, чем в однофазных областях, так как образование новой фазы при охлаждении идёт с выделением тепла, а распад одной из фаз при нагреве происходит с поглощением тепла, то есть скорость охлаждения уменьшается.
Горизонтальные линии показывают, что в сплавах, состоящих из данных компонентов, происходит эвтектическая, перитектическая или эвтектоидная реакция. При эвтектической реакц
Формирование структуры материалов курсовая работа. Производство и технологии.
Реферат: Перезапись в цифровой форме на современные компьютерные носители информации аудиозаписей
Сад Эссе Воспитателя
Реферат Адаптации
Контрольная Работа Измерение Информации 10 Класс
Реферат: Itt Sheraton Corporation Essay Research Paper
Курсовые Работы По Институциональной Экономике
Сочинение По Книге Недоросль 7 Класс
Курсовая работа: Программирование на алгоритмическом языке Бейсик
Курсовая работа: Довідник аматора живопису
Реферат: Современный механизм внешнеэкономической деятельности в Украине. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Учет займов банковскими и небанковскими учреждениями
Курсовая работа по теме Выбор и построение интерполирующей функции
Отчет по практике по теме ОТЧЕТ по производственной (коммерческой) практике СООО «ДАРИДА»
Характеристика Практика Строительная
Курсовая работа по теме Организация перевозки пассажиров и багажа
Новый Век Вернадского Эссе
Курсовая Работа На Тему Отравление Ядовитыми Лекарственными Растениями Среди Детей
Реферат: Richard Essay Research Paper Richard Wright Author
Курсовая работа по теме Эпизоотическая ситуация по бруцеллезу овец и коз в хозяйствах Шушенского района
Дипломная работа по теме Разработка процедур прогнозирования показателей работы железных дорог
Сервировка стола: история и современность - Кулинария и продукты питания презентация
Институт гражданства - Государство и право реферат
Техногенные чрезвычайные ситуации, классификация - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда реферат