Строителство на фазова диаграма

(Продължителност лаборатория 4 часа;

начало обучение # 9472; 4 часа)

1 Кратки приложни и теоретични подробности
на изследваните въпроси

Метални сплави наречен вещество, получено чрез сливане на две или повече изходни материали, за предпочитане от метал. В допълнение към легиращи метали се получават чрез синтероване, чрез електролиза или други методи.

Роля сплави в инженеринг далеч по-важно от чисти метали. Това е така, защото сплави имат по-разнообразен набор от свойства, които варират широко в зависимост от състава на сплавта. Механичните свойства на много сплави, за разлика от чист метал могат да варират много значително термично и други лечения.

Вещества, които се образуват от сплав наречен Алуминиеви компоненти. Тъй като сплавта компоненти могат да бъдат както чистите елементи, и стабилно химично съединение. Основната твърда фаза може да се образува по време на кристализация сплави, твърди разтвори; химикали; механично сплавяване на компонентите на сместа.

За да се разбере същността на сплави и техните свойства трябва да бъдат запознати с диаграмата на състоянията от най-простите сплави - двойно. Тези сплави се състоят от два компонента.

Състояние диаграма е диаграма, която отразява промяната в структурата и състава на тези фаза алуминиеви компоненти в зависимост от тяхното съдържание (концентрация) и температура Т (Фигура 2).

Сплави, като например чисти метали, изработени от зърна, които могат да бъдат наблюдавани в оптичен микроскоп. В зависимост от естеството на компонентите на легиращи в сплавите се наблюдава под формата на зърна, следните фази:

- смес от зърна на чистите компоненти (ако последните не противоречат един с друг и да е взаимодействие);

- твърди разтвори на един компонент в друга, когато кристалната решетка на зърната изградени от атоми на двата компонента, като едната е разтворител, а другият - разтворим;

- химични съединения алуминиеви компоненти един към друг, като присъщата им решетка различен от решетки на изходните компоненти.

При образуването на твърди разтвори на компоненти в зависимост от тяхната природа, могат да бъдат разтворени в един от друг е ограничена или неограничена. Чрез ограничена разтворимост в решетката на един компонент може да бъде разтворен само някои, обикновено в зависимост от температурата, количеството на друг компонент атома. Остатъкът от сплав взети за компонент с разтворител или се и форми става със зърно решетка в която атоми, различни кондензиран разтваря компонент или вторият компонент влиза в химична реакция. Да разгледаме примери на държавните диаграми и показано на техните фази, и структурни компоненти.

посочва сплави Диаграма - механични смеси - е показано на Фигура 2, както и. Такъв е случаят, когато компонентите А и В са взаимно разтворими в течно състояние и на твърдото вещество не се разтваря и не химически реагира.

В твърдо състояние (по-долу линия CDE) всички сплави на тази система се състои от зърна на чист компоненти А + В. свойства на сплави в този случай зависи от свойствата на компонентите и техните относителни количества във всяка сплав, и варират линейно от компонентите А и В.

Ако неограничен взаимно разтворимост на компонентите в твърдо състояние, получен чрез състояние диаграмата, показана на фигура 2Ь. В този случай, на непрекъсната поредица от сплави - твърди разтвори # 945; променлива концентрация.

Известно е, че при разтваряне в кристалната решетка на другия компонент е изкривен атома в тях и с вътрешни напрежения, толкова по-голям е решетка чужди ( "чужди") атоми. Всичко това пречи на движението на изкълчвания в зърната по време на пластична деформация и увеличава силата на сплавта.

Във връзка с отбелязаните свойства сплави несвързани твърди разтвори варират в криволинейна право.

Фигура 2 показва диаграмата на състоянията отразява поведението на легиращи компоненти с ограничена разтворимост.

В този случай, в твърдо състояние (по-долу ACDEB линия) има три структурно фаза региони: зоната, ограничена (# 945, (вляво) и # 946; (Вдясно) и между решения площ от механични смеси от тези разтвори (# 945 + # 946; ).

В зоните, обитавани от само едно решение, свойствата варират в криволинейни закони, и в смесена зона - от линейна един.

Процедурата по изграждане на диаграмите фаза анализира пример за конструиране на фазова диаграма на системата Cu - Ni, компонентите, които се разтварят един в друг без свързан както в течни и твърди състояния. Първият координатната система конструкт (фигура 3.6). На у-оста е маркиран промяна в температурата на оста х - да променят състава на сплавта. Левия и десния край на осите съответстват на чистите компоненти Cu и Ni. Всяка точка между Cu и Ni върху абсцисата отразява от състав сплав (концентрация сплав) на.

За да се установи температурата на фазова трансформация (критични точки) на сплавите трябва да бъде:

- за да се получи диапазон от сплави като I. II. III. IV. V, съставът на който е обозначен на фигура 3b (в този случай, I и V са компонентите на системата Cu и Ni);

- стопи сплави и задържат бавно охлаждане, понижаване фиксиране температурната зависимост от времето за охлаждане;

- изграждане на охлаждане криви всяка сплав са представени на фигура 3, както и.

Изследване на фаза държавни сплави I. II. III. IV, V при температура над точки I. Г, I //. Аз ///. 2 показва, че при тези условия, всички сплави са в течно състояние. При температура на точка I (мед), точка 2 (никел) и при температура в интервала точки / "- 2". 1 '' - 2 '' сплави са двуфазна състояние - притежават течна фаза (F) и кристалите, които са предназначени за сплави # 945;. При температура под точките I. 2 ', 2 ", 2"', 2 сплави са еднофазен кристално състояние. Очевидно е, че температурата посочва I. 2 ". 2 '', 2 в края на температури кристализация са сплави на тази система температури началото и края на трансформации фаза са критични температури .;

- последвано от прехвърляне получава критична температура (точка) на ордината, съответстваща сплав (Фигура 3b);

- свързване точки като същата физическа единица, ние получаваме фаза диаграма на мед система - никел. Крива II / I "I /// 2. характеризиране на температурата, над която сплавта е в течно състояние се нарича ликвидус линията. Curve I 2" 2 "2" 2 "съответства на температурата, под която сплавта е в твърдо състояние, се нарича линия . солид фигура 3b показва схема на кристални решетки изследва сплави I. II III IV, V (черни кръгове - медни атоми, бяло - никел атома) ...

Трябва да се отбележи, че при изграждането на диаграмите фаза с изключение на топлинна метод често е необходимо да се използват по-тънки изследователски методи (микроструктурата, рентгенова, химически и др.). Това е особено необходимо за сложни сплави, имащи различни фазова трансформация в твърдо състояние.