28. Опишіть спосіб побудови кривих охолодження.
Діаграми стану є графічне зображення фазового стану сплавів даної системи в залежності від температури і концентрації компонентів. Їх будують для рівноважного стану, який відповідає мінімальному значенню вільної енергії системи. Діаграми стану відіграють важливу роль у теорії та практиці металознавства. З їхньою допомогою можна досліджувати фазові та структурні перетворення сплавів, аналіз діаграм дає можливість передбачати зміну властивостей сплавів та призначити оптимальні режими термічної обробки. Для побудови діаграм стану використовують експериментальні дані, на основі яких будують криві охолодження серії сплавів, що складаються з тих самих компонентів, але мають неоднаковий хімічний склад. За допомогою кривих охолодження визначають критичні точки сплаву - це температури, за яких відбуваються фазові перетворення в сплавах. На кривих охолодження сплавів вони виявляються у вигляді перегинів або майданчиків, що свідчать про зміну темпів охолодження, що пов'язане із виділенням прихованої теплоти кристалізації. Для побудови кривих охолодження використовують м-д термічного аналізу. Сплав відомого складу або чистий Ме нагрівають до t плавлення в тиглі, вміщеному в піч. Потім електроживлення печі відключають, і Ме починає остигати разом із піччю. Діаграму будують на підставі довідкових даних або експериментальних. Необхідна концентрація компонентів та їх температури кристалізації.
Для побудови кривої охолодження користуються правилом фаз Гіббса, яке формулюється так: у рівноважній системі, на яку впливають лише температура і тиск, число ступенів свободи дорівнює різниці числа компонентів і числа фаз, збільшених на 2. Правило фаз Гіббса виражається формулою: f = n - K + 2, де f – це числоступенів волі; n – кількість компонентів; K – кількість фаз.
Рис.1 Крива охолодження
29. Дайте визначення термінам евтетика, ліквідус та солідус.
Діаграма стану- це графич.зображення стану будь-якого сплаву системи, що вивчається в залежності від концентрації і температури
Мал. Діаграма стану сплавів
Температури, що відповідають фазовим перетворенням, називають критичними точками. Деякі критичні точки мають назви, наприклад, точки, що відповідають початку кристалізації, називають точкамиліквідус,а кінцю кристалізації – точкамисолидус.За кривими охолодження будують діаграму складу у координатах: по осі абсцис – концентрація компонентів, по осі ординат – температура. Загальний вигляд цієї діаграми: Компоненти А та В; Рідина Ж, кристали компонента і кристали компонента.
Лінія СДЕ – лінія ліквідусу; лінія FДК - лінія солідус. Солідус - лінія на фазових діаграмах, де зникають останні краплі розплаву, чи т-ра, коли він плавиться самий легкоплавкий компонент.Ліквідус- на фазових діаграмах лінія повного плавлення тверд.фаз. Евтектична композиція (точка Д) - це жид.р-р, що кристалізується при найнижчій т-ре для сплавів даної системи. Відповідно, т-ра плавлення металу евтектичного складу — також найнижча, проти сплавами іншого складу цієї системи компонентів. Додаючи або відводячи тепло, можна змінити пропорцію між кристалічними фазами і розплавом в евтектичній точці без зміни т-ри. Після кристалізації евтектика стає сумішшю кристалітів фаз. По діаграмі стану можна визначити т-ри фазових перетворень, зміна фазового складу, приблизно, св-ва сплаву, види обробки, які можна застосовувати длясплаву.
30. Вкажіть основні методи дослідження конструкційних матеріалів.
Існує багато різноманітних методів, з яких вивчають будову матеріалів. У цьому параграфі представлені лише основні методи аналізу внутрішньої будови металевих матеріалів. Багато з представлених методів використовуються і для оцінки будови неметалевих та композиційних матеріалів. Визначення хімічного складу. Для визначення хімічного складу використовують методи кількісного аналізу. Якщо не потрібно великої точності, використовують спектральний аналіз. Спектральний аналіз заснований на розкладанні та дослідженні спектра електричної дуги плі іскри, що штучно збуджується між мідним електродом та досліджуваним металом. Точніші відомості про склад дає рентгеноспектральний аналіз. Проводиться на мікроаналізаторах. Дозволяє визначити склад фаз сплаву, характеристики дифузійної рухливості атомів. Структурний аналіз. Існують поняття макроструктури, мікроструктури та субмікроструктури матеріалів. Макро структурний аналіз – вивчення структури матеріалів візуально або за допомогою найпростіших оптичних приладів із збільшенням до 50 разів. Мікроструктурний аналіз-вивчення поверхні за допомогою світлових мікроскопів. Збільшення становить від 50 до 2000 разів. Дозволяє виявити елементи структури розміром до 0,2 мкм. Для вивчення атомно-кристалічної будови твердих тіл використовується рентгеноструктурний метод аналізу, що дозволяє визначати якісний та кількісний фазовий склад сплавів, особливості субструктури, тип твердих розчинів, параметри кристалічних ґрат, щільність лінійних дефектів, мікронапруги та ін.