Задание1 Изучить линии, точки, области и фазы диаграммы железо-цементит
|
Рис. 5.1. Диаграмма состояния железо – цементит
Задание 2
Определить по диаграмме состояния, какие процессы происходят в сплавах при их охлаждении или нагревании с различным содержанием углерода, какие при этом образуются фазы и структурные составляющие
Задание 3
Проанализировать процессы фазовых превращений в зависимости от изменения температуры сплава.
Задание 4
Определить состав фаз, т.е. процентное содержание количество углерода в фазах и количественное соотношение.
Задание 5
Постройте кривые охлаждения контрольных сплавов. Дайте подробное описание микроструктур при медленном охлаждении. Приведите необходимые реакции.
ЭТАЛОН ОТВЕТА
Задание 1
Основные записи, диаграмма
Задание 2
Под равновесным состоянием сплава понимают такое состояние, при котором все фазовые превращения в сплаве происходят полностью в соответствии с диаграммой состояния. Такое состояние наступает при медленном охлаждении сплава. По диаграммам состояния можно определить число фаз в сплавах, относительное количество каждой фазы, ее состав и природу: компоненты, твердый раствор, химическое соединение, определить температуры плавления, затвердевания и аллотропических превращений в сплавах.
Диаграммы состояния строят на основании результатов термического анализа, при котором для сплавов различного состава вычерчивают кривые охлаждения в координатах температура – время. На кривых охлаждения каждого сплава фиксируют температуры фазовых превращений (критические точки). Затем критические точки различных сплавов переносят на диаграмму состояния, которую строят в координатах температура – концентрация. Точки, соответствующие температурам начала и конца кристаллизации, температурам фазовых превращений, соединяют плавными кривыми.
Задание 3
При рассмотрении процессов превращения в диаграммах равновесного состояния сплавов широко применяется так называемое «правило фаз », дающее возможность проверить правильность построения диаграмм и теоретически обосновать направление протекания процессов превращения для установления равновесного состояния системы, которое определяется следующими переменными факторами: температурой, давлением и составом фаз системы (концентрацией).
Число переменных величин (концентрация фаз, температура, давление), которые могут изменяться независимо друг от друга, называется числом степеней свободы или вариантностью системы.
Число степеней свободы зависит от количества компонентов, числа фаз в системе и переменных внешних условий - температуры и давления. Так как давление в практических условиях изменяется в небольших пределах, не оказывая существенного влияния на процессы превращения, то основным переменным фактором является только температура. Где С ≥ 0 - число степеней свободы (вариантность системы), К – число компонентов в системе.
Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов дает представление о строении основных конструкционных сплавов - сталей и чугунов.
Задание 4
Ф - количество фаз, находящихся в равновесии при рассматриваемых условиях.
Если число степеней свободы системы равно нулю (С = 0), то такое равновесие называют нонвариантным (безвариантным). Это означает, что сплав с данным числом фаз может существовать только при определенных условиях: при постоянной температуре и определенной концентрации всех находящихся в равновесии фаз.
Задание 5
Критерии оценки
Отметка «5» ставится за правильно выполненные 5 заданий
отметка «4» ставится за правильно выполненные 3-4 задания
отметка «3» ставится за правильно выполненные 2 задания
отметка «2» ставится за выполненное одно задание
Практическая работа № 9. Особенности сварки среднелегированных закаливающихся сталей