Определение относительных количеств фаз в

Двухфазной области («правило отрезков»)

Изотерма, соединяющая составы фаз, находящихся в равновесии при данной температуре (аb при Т = Т _x), называется конодой.

Конода используется для определения относительных количеств фаз в двухфазной области (в однофазной - количество данной фазы равно 100 %).

Отрезки коноды между точкой, задающей состояние сплава (точка а), и точками, определяющими составы фаз, находящихся в равновесии (точки b и с), обратно пропорциональны количествам этих («прилегающих») фаз – Q_a и Q_ж, т. е.

Эта методика определения относительных количеств фаз называется правилом отрезков или правилом рычага, так как соответствует условию равновесия рычага.

Учитывая, что Q_a+Q_ж=100 %, можно записать в виде

;

Рис. 9. Диаграмма состояния сплавов, образующих химическое соединение

 

 

Рис. 10. Диаграмма состояния

 

 

Пример. Для определения состава твёрдой и жидкой фазы необходимо провести коноду. Для определения количественного состава фаз в сплаве нужно брать отрезки на коноде обратно расположению фаз на диаграмме. Qα относится так к Qспл, что Qα/Qспл = lk/ls, а Qж/Qспл = ks/ls.

Для примера построим диаграмму состояния сплава свинец-сурьма (Pb – Sb). Для этого выберем четыре конкретных сплава:

Кривые охлаждения этих сплавов выглядят следующим образом.

Рис. 10. Кривые охлаждения

 

Затем эти точки фазовых превращений наносим на диаграмму.

Если обозначить через Q массу взятого сплава, через Q_L – количество жидкой фазы, а через Q_S – количество твердой фазы, то по правилу рычага можно написать следующие соотношения:

Рисунок 11. Диаграмма состояния Pb-Sb

 

Химический состав жидкого сплава в любой точке отрезка ab определяется проекцией данной точки на линию ликвидуса. Так, в точке а расплав будет содержать 5 % Sb, а в точке b – 13 % Sb. Таким образом, состав расплава данного сплава при затвердевании определяется точками на линии ликвидуса в зависимости от температуры.

Задание.

 

1. Для сплава, содержащего 0,7 % углерода, используя диаграмму состояния железо-цементит, опишите превращения, происходящие при охлаждении от 1600 до 600 °С.

2. При температуре 650 °С определите для данного сплава количественное соотношение фаз и процентное содержание углерода в этих фазах.

 

 

Контрольные вопросы.

1. Дайте определение понятий фаза, компонент.

2. Охарактеризовать виды сплавов по структуре.

3. Какова структура сплава при температуре 600 °С, как он называется?

 

ДЕПАРТАМЕНТ КУЛЬТУРЫГОРОДА МОСКВЫ

Государственное бюджетное профессиональное

Образовательное учреждение города Москвы

«ТЕАТРАЛЬНЫЙ ХУДОЖЕСТВЕННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

для специальности - 55.02.01 Театральная и аудиовизуальная техника (по виду: Сценическая техника и технологии) _

 

Практическая работа №3

Изучение диаграммы «железо-цементит»

по дисциплине__ОП 08в Материаловедение

 

Разработал: Бабанова И.А.

 

Москва, 2017

Цель работы.

1. Изучить диаграмму железо-цементит.

2. Научиться читать по диаграмме превращения сталей при нагревании и охлаждении.

3. Запомнить основные составляющие диаграммы.

4. Научиться строить кривые охлаждения.

 

Оснащение. Диаграмма железо-цементит, микрошлифы фаз, раздаточный материал.