Министерство образования и науки Украины
Донбасский государственный технический университет
Кафедра ОМД
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине
"Металловедение"
на тему:
"Диаграмма состояния с перитектической кристаллизацией и образованием стойких и нестойких химических соединений"
Алчевск 2009
1. Диаграмма состояния сплавов, образующих ограниченные твердые растворы и перитектику
Рисунок 1. Диаграмма с перитектическим превращением
Линии диаграммы:
Линия TAPTB – линия ликвидус.
Линия TAКТTB – линия солидус.
Линия KW – характеризует предельную растворимость компонента В в А (т. К).
Линия TN – характеризует предельную растворимость компонента А в В.
Линия PKT – линия перитектического превращения. При перитектической температуре существует три фазы постоянного состава: жидкая ЖР, твердый раствор αК и твердый раствор βт, что возможно только при постоянной температуре (выполняется условие: С = 2 – 3 + 1 = 0).
Перитектическое превращение заключается во взаимодействии ранее выделившейся твердой фазы с жидкой фазой сплава определенного состава, в результате чего образуется новая твердая фаза.
Рассмотрим процесс кристаллизации некоторых сплавов.
Сплав 1
При t1 в жидком сплаве имеется равновесный набор фазовых и концентрационных флуктуаций.
При t2 – количество и размер фазовых и концентрационных флуктуаций возрастает в отношении компонента В (β-фазы).
При t3 жидкость пересыщается компонентом В, в результате чего начинается процесс рекристаллизации.
Количественное соотношение фаз при t3:
,
.
Состав жидкой фазы определяется точкой – а, и изменяется по линии ликвидус aP; состав β твердого раствора определяется точкой – б и изменяется по линии бT.
При t4:
,
.
При температуре несколько ниже t4 (на 10–30°С) происходит перитектическая реакция:
В результате такого превращения все кристаллы β состава точки Т прореагировали с жидкой фазой состава точки Р в результате чего, образовалось структура – 100% α-твердого раствора состава точки К. Строим кривую охлаждения (см. рис. 1).
Сплав 2
Сплав, имеющий концентрацию между точками КТ.
При t1 – аналогично сплаву I.
При t2 – количество и размер флуктуаций увеличивается.
При t3 – начинается процесс кристаллизации:
,
.
При t4 (канода РТ):
,
.
Перитектическое превращение:
Количественное соотношение фаз после превращения (несколько ниже t4, канода – КТ):
,
.
Таким образом, для данного сплава будет иметься переизбыток β-фазы (надо 35%, есть 85%), поэтому после реакции в избытке остаются β-кристаллы. Кривая охлаждения и структуры сплавов приведены на рисунке 1.
Сплав 3
Сплав имеющий концентрацию между точка Р и К.
При t1, t2, – аналогично сплаву I, II.
При t4 в равновесии находятся Ж (жидкая фаза) состава точки Р, и кристаллы β состава точки Т:
,
.
Ниже t3 протекает перитектическое превращение
Количественное соотношение фаз после превращения (канода РК):
,
.
После превращения в сплавах имеется в избытке жидкая фаза. ............