то такое переохлаждение, и как оно влияет на структуру кристаллизующегося металла
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине: Материаловедение
вариант 11
Выполнил:
студент группы 09.03.01
Ширкунов Эльдар Сергеевич
учебный шифр: 1014034
Проверила:
Старший преподаватель
Петрова Наталия Валериевна
Чебоксары 2016
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Что такое переохлаждение, и как оно влияет на структуру кристаллизующегося металла………..……………………………………………………………….….……..….3
2. Вычертите диаграмму состояния системы олово-цинк. Опишите взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы состояние и объясните характер изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правил Купнакова ……...…..........................….……….4
3. Какой термообработкой можно восстановить пластические свойства холоднодеформировнной стали 10………………………………….………………….…..5
4. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа ……..………….……..…..6
5. Покажите графически режим отжига для получения перлитного ковкого чугуна. Опишите структурные превращения, происходящие в процессе отжига, и механические свойства чугуна после термической обработки………………………..….7
Список использованной литературы………………………………………………..…...…9
то такое переохлаждение, и как оно влияет на структуру кристаллизующегося металла
Охлаждение жидкого металла ниже теоретической температуры кристаллизации носит название явления переохлаждения. Разность между теоретической и фактической температурами кристаллизации называется степенью переохлаждения.
Термические кривые, характеризующие процесс кристаллизации чистых металлов при охлаждении с разной скоростью , показаны на рисунке 1.
Рисунок 1 – Кривые охлаждения металла при кристаллизации (1<2<3)
При очень медленном охлаждении степень переохлаждения невелика и процесс кристаллизации протекает при температуре близкой к равновесной Тп. На термической кривой при температуре кристаллизации отмечается горизонтальная площадка (остановка в падении температуры), образование которой объясняется выделением скрытой теплоты кристаллизации, несмотря на отвод теплоты при охлаждении.
С увеличением скорости охлаждения степень переохлаждения возрастает (кривые 2, 3) и процесс кристаллизации протекает при температурах, лежащих значительно ниже равновесной температуры кристаллизации.
Чем больше скорость образования зародышей и меньше скорость роста их, тем меньше размер кристалла (зерна), выросшего из одного зародыша, и, следовательно, более мелкозернистой будет структура металла.
При небольшой скорости переохлаждения Т (малой скорости охлаждения) число зародышей мало. В этих условиях будет получено крупное зерно. С увеличением степени переохлаждения скорость образования зародышей возрастает, количество их увеличивается и размер зерна в затвердевшем металле уменьшается.
Размер зерна металла сильно влияет на его механические свойства. Эти свойства, особенно вязкость и пластичность, выше, если металл имеет мелкое зерно.
2. Вычертите диаграмму состояния системы олово-цинк. Опишите взаимодействие компонентов в жидком и твердом состояниях, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы состояние и объясните характер изменения свойств сплавов в данной системе с помощью правил Купнакова
Рисунок 2 – Диаграмма состояния системы олово-цинк
Согласно этой диаграммы линия АВС – линия ликвидус, а линия ДВЕ – солидус. Кроме того, линия ДВЕ соответствует температуре, при которой в процессе охлаждения сплавов в них протекает эвтектическая реакция с образованием эвтектики. При содержании ~ 8% Zn и 92% Sn образуется эвтектический сплав. Температура его образования при кристаллизации соответствует 1990С.
Система эвтектического типа без образования промежуточных фаз. Эвтектика образуется при температуре 198,5 °С и концентрации 85,1 % (ат.)Sn.
Растворимость Sn в Zn при 400 °С немного превышает 0,06 % (ат.); при эвтектической температуре в Zn растворяется -0,06-0,1 % (ат.) Sn . При эвтектической температуре растворимость Zn в Sn оценивается в 0,7 % (ат.)
В качестве припоев применяют сплавы с содержанием олова 90,70,60 и 40% марок ПОЦ – 90, ПОЦ – 70, ПОЦ – 60 и ПОЦ – 40.
Наилучшим из этой серии является сплав ПОЦ -90, так как он имеет самую низкую температуру кристаллизации ~2020С.
Эти сплавы имеют более высокую прочность, нежели оловянно свинцовистые сплавы.
При образовании смесей олово-цинк свойства сплава изменяются по линейному закону, следовательно, значения свойств сплава находятся в интервале между свойствами чистых компонентов.