Диаграммы фазового состояния двойных сплавов

Диаграммы фазового состояния

Граф учебной информации

Структурно-логический анализ учебного материала

№	Наименование элемента	Новое понятие	Опорное понятие	Уровень усвоения
	Диаграммы фазового состояния			II
	Диаграммы фазового состояния двойных сплавов			II
	Цель работы			II
	Основные положения			II
	Диаграмма состояния сплавов			II
	Кривые ликвидуса			II
	Кривые солидуса			II
	Процесс первичной кристаллизации сплава Х			II
	Эвтектическое превращение			II
	Изучение диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов			II
	Цель работы			II
	Наглядные пособия			II
	Основные положения			II
	Компоненты в железоуглеродистых сплавах			II
	Железо			II
	Углерод			II
	Фазы в железоуглеродистых сплавах			II
	Жидкий раствор
	Аустенит
	Феррит
	Цементит
	Превращения в железоуглеродистых сплавах
	Первичная кристаллизация
	Вторичная кристаллизация
	Линии диаграммы состояния Fе – Fе₃C
	Области диаграммы состояния Fe – Fe₃C

Таблица __ - Спецификация учебных элементов темы

_________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Цель работы

Научиться анализировать фазовые превращения при охлаждении сплавов двойных систем: твердых растворов, эвтектического типа; изображать схемы микроструктур сплавов.

Основные положения

Микроструктура сплава формируется в процессах кристаллизации расплава, фазовых превращений и структурных изменений в твердом состоянии, происходящих при литье, обработке давлением и термической обработке.

Диаграмма состояния дает сведения о характере фазовых превращений и их последовательности при нагревании и охлаждении сплава. Диаграмма состояния описывает фазовое состояние в равновесных условиях, а реальная структура сплава складывается во времени и в неравновесных условиях (при ускоренном охлаждении, при больших степенях пластической деформации и т.д.).

Система с неограниченной растворимостью компонентов в жидком и твёрдом состояниях

Рисунок 1 - Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых полностью растворимы в жидком и твердом состоянии и кривая охлаждения сплава Х.

Линия ликвидуса – это верхняя кривая на диаграмме.

Выше этой линии все сплавы системы А-В однофазны и находятся в жидком состоянии (Ж). Линия солидуса – это нижняя кривая диаграммы.

При температурах ниже этой линии все сплавы однофазны и состоят из кристаллов α-раствора. В интервале температур между кривыми ликвидуса и солидуса, называемом интервалом кристаллизации, или интервалом плавления, все сплавы состоят из двух фаз: жидкости и кристаллов α-раствора.

Кривые ликвидуса и солидуса – это геометрическое место точек, отвечающих температурам начала и конца кристаллизации различных сплавов системы А-В. Кроме того, эти кривые отображают составы равновесных фаз (Ж и α ) в различных сплавах и интервале их кристализации, т.е. изображают составы насыщенных один относительно другого жидких и твердых растворов.

Процесс кристаллизации сплава Х.

При температуре выше t1 (температура начала кристаллизации) этот сплав представляет собой ненасыщенный жидкий раствор. Как только температура сплава понизится с температуры t1, жидкий раствор станет насыщенным относительно α-кристаллов и понижение температуры ниже t1 приведет к выделению из жидкости состава точки 1 первичных кристаллов α-раствора состава точки 1 ´, расположенной на кривой солидуса. Составы жидкости и выпавших из нее α-кристаллов изменяются при понижении температуры от t1 до t2 в соответствии с кривыми ликвидуса и солидуса: жидкость – от точки 1 до точки 2 ´, α - кристалл –от точки 1 ´ до 2. В интервале кристаллизации в объемах сосуществующих фаз должна протекать выравнивающая диффузия.

Процесс первичной кристаллизации сплава Х можно записать как: