Диаграмма состояния с полиморфными, эвтетктоидными, перитектоидными превращениями. Правило Курнакова

Министерство образования и науки Украины

Донбасский государственный технический университет

Кафедра ОМД

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине "Металловедение"

на тему:

"Диаграмма состояния с полиморфными, эвтетктоидными, перитектоидными превращениями. Правило Курнакова"

Алчевск 2009

1. Связь между свойствами сплавов и типом диаграмм состояния

Н.С. Курнаков показал определенную зависимость между составом и структурой сплава, определяемой типом диаграммы состояния и свойствами сплава (твердостью, электропроводностью и.т.д.).

Свойства сплава зависят от того, какие соединения или какие фазы образовали компоненты сплава (рис. 1).

Рисунок 1. Свойства сплавов и их диаграммы состояния

При образовании непрерывного ряда твердых растворов свойства (твердость, электропроводность и др.) изменяются по криволинейной зависимости (рис. 1, б).

Твердость компонентов А и В ниже, чем твердость сплавов.

При образовании смесей (рис. 1, а) свойства сплава изменяются по линейному закону (аддитивно).

Значение свойств сплавов находятся в интервале между свойствами чистых компонентов.

При увеличении Vохл
происходит измельчение структуры, в связи с этим свойства против эвтектики оказываются более высокими (пунктирная линия).

ESK – линия эвтектического превращения.

ТА
– температура плавления компонента А.

ТА
SТВ
– линия ликвидус.

В сплавах с ограниченной растворимостью (рис. 1, в; диаграммы с эвтектическим или перитектическим превращениями) свойства при концентрациях, отвечающих однофазовому твердому раствору изменяются по криволинейной зависимости, а в двухфазовой области – по прямой. Крайние точки на прямой являются свойствами предельно насыщенных твердых растворов.

Линия EN – линия ограниченной растворимости В
в А
.

При образовании химического соединения (рис. 1, г) на кривой концентрация – свойства, будет иметься максимум (или минимум) – а на прямой перелом.

Зная характер взаимодействия между двумя металлами и тип диаграммы состав – свойства, можно легче и быстрее определить состав сплава, обеспечивающий наилучшие свойства.

2. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых имеют полиморфные превращения

Полиморфизм – это свойство металлов в зависимости от температуры и давления существовать в состояниях с различными кристаллическими решетками.

Рисунок 2. Диаграмма состояния с полиморфным превращением у одного из компонентов: ТпА
– температура полиморфного превращения компонента А
(Fe, Sn, Co, Mk, Ti, Zr и др.), ТА
а
ТВ
– линия ликвидус, ТА
б
ТВ
– линия солидус, ТпА
-С2
– линия начала полиморфного превращения, ТпА
-С1
– линия окончания полиморфного превращения.

После затвердевания все сплавы состоят из γ
-твердого раствора (твердый раствор В
в А
γ
). С понижением температуры ниже ТпА
-С2
: А
γ
превращается в А
α
(модификации). В области С1
-С2
в равновесии находится две фазы α+γ, где α – твердый раствор В
в А
α
.

Сплав 1

Процесс кристаллизации кратко.

Сплав 2

Полная кристаллизация ниже t2.

В точке t3
начинается полиморфное превращение γ↔α, а в точке t4
заканчивается.

Состав α-твердого раствора изменяется по линии ТпА
-С1
.

После охлаждения структура – α.

Сплав 3

Начало кристаллизации аналогично сплаву I и II. В точке t3
начало полиморфного превращения γ↔α, которое до конца не происходит.

Находим количество фаз при комнатной температуре:

,

.

Рисунок 3. Диаграмма состояния с полиморфным превращением у двух компонентов: ТА
а
ТВ
– линия ликвидус, ТА
б