Етичні криві охолодження і кристалізації
Процес кристалізації металу можна розглядати по кривим охолодження, які зазвичай отримують дослідним шляхом. Наприклад, для чистого металу, що охолоджується дуже повільно, крива охолодження показує, що, якщо метал перебуває в рідкому стані, температура знижується майже рівномірно. Якщо метал охолодити до температури плавлення Тпл (точка а на кривій), то починається кристалізація і падіння температури припиняється, незважаючи на безперервну віддачу тепла навколишній атмосфері. Одержуваний горизонтальну ділянку на кривій охолодження показує, що в металі відбувається процес утворення кристалів з виділенням тепла, званий теплотою кристалізації. Кристалізація протікає від точки а до точки б, де вона закінчується і метал твердне. Подальше падіння температури на кривій вказує на охолодження затверділого злитка (рис. А).
10.Поняття про температуру ликвидус і солидус
Температура ликвидуса - це максимальна температура насичення первинної твердої фазою розплаву даного валового складу. Вище цієї температури система повністю рідка. Іншими словами, це температура, при якій в рівноважних умовах випадає перший кристал. Хоча при зниженні температури буде випадати все більше кристалів, можливо отримання однорідної речовини шляхом досить швидкого охолодження, т. Е. З допомогою кінетичного інгібування процесу кристалізації.
В системі змінного складу ликвидус є геометричним місцем точок в координатах Температура-Склад, що відповідає максимальному насиченню твердою фазою розплавленої фази.
У скляної промисловості точка ликвидуса важлива, тому що кристалізація може привести до псування продукту під час плавлення і формування скла.
Солідус (лат. Solidus «твердий») - лінія на фазових діаграмах, на якій зникають останні краплі розплаву, або температура, при якій плавиться самий легкоплавкий компонент. Лінія, нижче якої знаходиться тільки тверда фаза. протилежність ликвидус
Простіше кажучи - Ліквідус-рідке, коли тверде перетворюється в рідкий (плавиться) Солідус-тверде, коли рідке перетворюється в тверде
11. Величина зерна
12. Основи теорії сплавів
Система - група тел виділяються для спостереження і вивчення. У металознавстві системами є метали і металеві сплави. Чистий метал є простою однокомпонентной системою, сплав - складною системою, що складається з двох і більше компонентів.
Компоненти - речовини, що утворюють систему. Як компоненти виступають чисті речовини і хімічні сполуки, якщо вони не дисоціюють на складові частини в досліджуваному інтервалі температур.
Фаза - однорідна частина системи, відокремлена від інших частин системи поверхневого розділу, при переході через яку структура і властивості різко змінюються.
Варіантність (C) (число ступенів свободи) - це число внутрішніх і зовнішніх чинників (температура, тиск, концентрація), які можна змінювати без зміни кількості фаз в системі.
13. Діаграма стану системи залізо-вуглець: компоненти, фази і структурні складові в сплавах заліза з вуглецем
Діаграма фазового рівноваги (діаграма стану) залізо-вуглець - графічне відображення фазового стану сплавів заліза з вуглецем в залежності від їх хімічного складу і температури.
Залізо - метал перехідної групи сріблясто-сірого кольору, дуже пластичний, з питомою вагою 7,86 г / см 3. температурою плавлення 1539 ° С. Найчистіше залізо містить домішок до 0,01%. На практиці застосовується технічне залізо, що містить 0,1% домішок таких, як С, Mn, Si, S, Р, О2. Н2. N2 і ін.
Вуглець - відноситься до неметалів, питома вага 2,5 г / см 3. атомний радіус 0,77 А; температура плавлення 3500 ° С. Вуглець має три аллотропические модифікації: алмаза, графіту і вугілля.
Цементит (Fe3C) - хімічна сполука заліза з вуглецем (карбід заліза), містить 6,67% вуглецю.
В системі залізо-вуглець існують следующіефази. рідка фаза, ферит, аустеніт, цементит, графіт.
Рідка фаза. У рідкому стані залізо добре розчиняє вуглець в будь-яких пропорціях з утворенням однорідної рідкої фази.
Ферит - Твердий розчин впровадження вуглецю в α-залізі з ОЦК (об'ємно-центрованої кубічної) гратами.
Аустеніт (γ) - твердий розчин впровадження вуглецю в γ-залозі з ГЦК (грані-центрованої кубічної) гратами.
Цементит (Fe3C) - хімічна сполука заліза з вуглецем (карбід заліза), зі складною ромбічної гратами, містить 6,67% вуглецю.
Графіт - фаза складається тільки з вуглецю з шаруватою гексагональної гратами.
Крім чотирьох вищезгаданих фаз в струтуре сплавів заліза з вуглецем виділяють ще дві самостійні структурні складові: перліт і ледебурит.
Перліт (П) - механічна суміш фериту і цементиту, що містить 0,8% вуглецю. Перліт утворюється з аустеніту при охолодженні його до температури нижче 727 ° С.
Ледебурит (Л) - механічна суміш аустеніту і цементиту (Л = А + Ц), що містить 4,3% углерода.Ледебуріт утворюється з рідкого розплаву при температурі 1147 ° С.
Крім перерахованих структурних складових, в залізовуглецевих сплавах можуть бути небажані неметалеві включення: оксиди, нітриди, сульфіди, Фосфіди - з'єднання з киснем, азотом, сіркою і фосфором.