Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лабораторна робота № 6
Тема: Вивчення діаграми стану подвійних сплавів
Мета: Вивчення методики побудови діаграм стану сплавів та знайомство з методами їх розшифровки
Обладнання: Рисунки діаграм стану систем різних типів. (приложення 6)
Методика роботи:
Накреслити задану діаграму стану.
Надати характеристику стану заданого сплаву
Теоретичні відомості
Металічний сплав - це кристалічне тіло, яке має металічні властивості і одержане при сплавленні або спіканні двох чи більше компонентів. Основою всіх металічних сплавів є метали.
Сплави одержують при кристалізації рідкого розплаву, при спіканні, дифузійній металізації, електролітичному осіданні. Більшість металів в рідкому стані необмежено розчинені один в одному, іноді зустрічається їх обмежена розчинність або відсутнє розчинення .
Сплави одержують з рідкого розплаву кількох компонентів потрібної концентрації з наступною його кристалізацією.
Складову сплаву називають компонентом. Складових може бути дві, три і більше, а тому сплави бувають дво-, трикомпонентні тощо.
Головною умовою утворення сплаву є можливість одержати однорідний рідкий розчин.
У сплаві, крім основних компонентів, можуть бути корисні й шкідливі домішки, а також спеціальні легуючі елементи, які вводять для надання сплаву певних властивостей. Тому структура сплавів складніша, ніж структура чистих металів, і залежить від компонентів, якими можуть бути чисті метали, неметали і проміжні фази постійного складу, що збереглися при сплавлюванні.
Фаза сплаву — це однорідна частина системи однакового агрегатного стану, яка відокремлена від інших фаз системи поверхнею розподілу.
Системою називають сукупність фаз, утворених компонентами за різних тисків і концентрацій.
Фазовий стан сплавів, утворених однаковими компонентами, зі зміною їх складу та температури можна описати діаграмами стану сплавів.
При затвердіванні компоненти сплава можуть утворювати тверді розчини , хімічні сполуки, механічні суміши. Таким чином, властивості сплава залежать не тільки від його хімічного складу, а також від характера взаємодії компонентів, які його складають.
Тверді розчини - це фази, які утворені шляхом укорінення або заміщення атомів розчинного компонента в решітці розчинника. При цьому тип решітки розчинника зберігається, проте відбувається її викривленя, зміна параметрів та властивостей. Тверді розчини, як правило, пластичні, мають невелику твердість.
Якщо компоненти сплава вступають в хімчну взаємодію, утворюється хімічна сполука з новим типом кристалічної решітки і новими властивостями, які відрізняються від властивостей елементів, які її утворили. Хімічні сполуки мають складні кристалічні решітки і відзначаються високою твердістю і крихкістю.
Якщо компоненти сплава не розчиняються один в одному в твердому стані і не вступають в хімічну взаємодію з утворенням сполуки, то утворюється механічна суміш компонентів, які складають сплав. При кристалізації такого сплава кристали кожного компонента зберігають ті властивості, які вони мають в чистому вигляді. Властивості механічної суміші визначаються кількісним співвідношенням кристалів кожного компонента.
Сплави можуть бути однофазними та багатофазними. Наприклад, рідина має одну фазу, а під час кристалізації дві — рідку і тверду.
Діаграми стану або діаграми фазової рівноваги у зручній графічній формі показують фазовий і структурний склад сплавів залежно від температури та концентрації. Діаграми стану будують для умов рівноваги, які досягаються тільки при дуже малих швидкостях охолодження або тривалому нагріванні. Справжній рівноважний стан в практичних умовах досягається рідко. В більшості випадків сплави знаходяться в метастабільному стані, тобто такому, коли вони мають обмежену стійкість і під впливом зовнішніх факторів набувають інших більш стійких станів. В багатьох випадках метастабільні стани надають сплавам високих механічних або інших властивостей. Завданням металознавства є встановлення природи метастабільних станів, які забезпечували б оптимальний комплекс властивостей і розроблення режимів термічної або іншої обробки сплавів, що дозволяли б отримувати ці неврівноважені стани. Вихідним положенням при вирішуванні таких питань є знання діаграм стану. Саме діаграми стану дозволяють розробити раціональні режими різних видів обробки матеріалів і реалізувати їх на практиці. З іншого боку, вони дають можливість наукового прогнозу створення матеріалів з потрібними властивостями.
Вивчення будь-якої діаграми стану подвійної системи складається з двох етапів: 1) її загального опису; 2) аналізу процесу кристалізації типових сплавів. Доцільно поруч з діаграмою стану зображати криві охолодження сплавів, які аналізуються.
Контрольні питання:
Література: