28. Опишете метода за построяване на криви на охлаждане.
Диаграмите на състоянието са графично представяне на фазовото състояние на сплавите от дадена система в зависимост от температурата и концентрацията на компонентите. Те са построени за равновесно състояние, което съответства на минималната стойност на свободната енергия на системата. Диаграмите на състоянието играят важна роля в теорията и практиката на металургията. С тяхна помощ е възможно да се изследват фазовите и структурните трансформации на сплавите, анализът на диаграмите позволява да се предвидят промените в свойствата на сплавите и да се определят оптимални режими на топлинна обработка. За конструиране на диаграми на състоянието се използват експериментални данни, въз основа на които се изграждат криви на охлаждане за серия от сплави, състоящи се от едни и същи компоненти, но с различен химичен състав. С помощта на кривите на охлаждане се определят критичните точки на сплавта - това са температурите, при които протичат фазови преобразувания в сплавите. На кривите на охлаждане на сплавите те се разкриват под формата на огъвания или области, което показва промяна в скоростта на охлаждане, което е свързано с отделянето на скрита топлина на кристализация. Термичният анализ ppm се използва за конструиране на криви на охлаждане. Сплав с известен състав или чист Me се нагрява до точка на топене t в тигел, поставен в пещ. След това захранването на пещта се изключва и Me започва да се охлажда заедно с пещта. Диаграмата се изгражда въз основа на референтни данни или експериментални данни. Необходима е концентрацията на компонентите и техните температури на кристализация.
За построяване на кривата на охлаждане се използва фазовото правило на Гибс, което се формулира по следния начин: в равновесна система, която се влияе само от температура и налягане, броят на степените на свобода е равен на разликата в броя на компонентите и броя на фазите, увеличени с 2. Фазовото правило на Гибс се изразява с формулата: f = n - K + 2, където f е числотостепени на свобода; n е броят на компонентите; K е броят на фазите.
Фиг.1 Крива на охлаждане
29. Дефинирайте понятията евтетика, ликвидус и солидус.
Диаграма на състояниетое графично представяне на състоянието на всяка сплав на изследваната система в зависимост от концентрацията и температурата
Ориз. Диаграма на състоянието на сплавта
Температурите, съответстващи на фазовите трансформации, се наричат критични точки. Някои критични точки имат имена, например точките, съответстващи на началото на кристализацията, се наричат точкиliquidus,и края на кристализацията - точкиsolidus.Според кривите на охлаждане се изгражда диаграма на състава в координати: по абсцисната ос - концентрацията на компонентите, по ординатната ос - температурата. Общ изглед на тази диаграма: Компоненти A и B; Течност G, кристали на компонент А и кристали на компонент Б.
SDE линия - ликвидус линия; FDC линия - солидус линия. Solidus - линия на фазовите диаграми, върху която изчезват последните капки от стопилката, или температурата, при която се топи най-топимият компонент.Liquidus- на фазовите диаграми линията на пълно топене на твърдите фази. Евтектичният състав (точка D) е течен разтвор, който кристализира при най-ниската t-re за сплави от тази система. Съответно точката на топене на сплав с евтектичен състав също е най-ниска в сравнение със сплави с различен състав за дадена система от компоненти. Чрез добавяне или премахване на топлина можете да промените съотношението на m / y кристални фази и да се стопите в евтектична точка, без да променяте t-ry. След кристализация евтектиката се превръща в смес от фазови кристалити. Според диаграмата на състоянието е възможно да се определят температурите на фазова трансформация, промяната във фазовия състав, приблизително, свойствата на сплавта, видовете обработка, които могат да се използват засплав.
30. Посочете основните методи за изследване на структурни материали.
Има много различни начини, по които се изучава структурата на материалите. Този раздел представя само основните методи за анализ на вътрешната структура на метални материали. Много от представените методи се използват и за оценка на структурата на неметални и композитни материали. Определяне на химичния състав. За определяне на химичния състав се използват методи за количествен анализ. Ако не се изисква висока точност, тогава се използва спектрален анализ. Спектралният анализ се основава на разлагането и изследването на спектъра на електрическа дъга или искра, изкуствено възбудени между меден електрод и изследвания метал. По-точна информация за състава дава рентгеноспектрален анализ. Извършва се на микроанализатори. Позволява ви да определите състава на фазите на сплавта, характеристиките на дифузионната мобилност на атомите. Структурен анализ. Има понятия за макроструктура, микроструктура и субмикроструктура на материалите. Макроструктурен анализ - изследване на структурата на материалите визуално или с помощта на най-простите оптични инструменти с увеличение до 50 пъти. Микроструктурен анализ - изследване на повърхността с помощта на светлинни микроскопи. Увеличението е от 50 до 2000 пъти. Позволява ви да откриете структурни елементи с размер до 0,2 микрона. За изследване на атомно-кристалната структура на твърдите тела се използва метод на рентгенова дифракция, който позволява да се определи качественият и количественият фазов състав на сплавите, характеристиките на субструктурата, вида на твърдите разтвори, параметрите на кристалните решетки, плътността на линейните дефекти, микронапреженията и др.