Построение кривых охлаждения заданных сплавов по диаграмме состояния

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 2

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Имея диаграмму состояния, можно построить схемати­ческую кривую охлаждения выбранного сплава, которая отобразит характер кривой охлаждения, полученной экспе­риментально.

Для построения схематической кривой охлаждения выб­ранного сплава на оси концентрации диаграммы состояния находим точку, соответствующую составу сплава, и прово­дим вертикальную линию.

В местах пересечения с лилиями диаграммы отмечаем критические точки 1, 2, 3, 4 (рис. 2) и проектируем па ось температур координатной системы «температура—время». При построении схематической кривой следует руководствоваться соображением, что при наличии в системе процес­сов, сопровождающихся выделением тепла, температура по­нижается медленнее при одновариантном равновесии или будет температурная остановка при безвариантном состоя­нии. Температура понижается быстрее, если в системе не происходит процесс с выделением тепла.

В нашем примере (рис. 2) охлаждение жидкого сплава происходит быстро, в процессе кристаллизации будет за­медление охлаждения, т. к. тепло кристаллизации в течение длительного времени частично компенсирует теплоотдачу в окружающую среду. После окончания кристаллизации ско­рость охлаждения увеличивается, температура снова будет понижаться быстро. При выделении вторичной фазы из твер­дого раствора охлаждение замедляется, но не так сильно, как при кристаллизации из жидкого сплава. При эвтектиче­ском, эвтектоидном и перитектическом превращениях в двухкомпонентной системе должны быть температурные остановки.

Углы наклона отдельных участков в кривой охлаждения должны быть в следующей зависимости:

φ_ж→m< φ_m→m< φ_m

где φ_ж→m — угол наклона участка кривой охлаждения, соответствующего одновариантному равновесию между твердой и жидкой фазами; φ_m→m — угол наклона участка, соответствующего одновариантному равновесию между двумя твердыми фазами (скрытая теплота кристаллизации меньше, чем в предыдущем случае) ; φ_m — угол наклона участка, соответствующего двухвариантному равновесию жидкой фазы (происходит только остывание сплава без кристаллизации со скоростью, большей, чем б первых случаях) »_т — угол наклона участка, соответствующего двухвариантному равновесию твердой фазы (остывание твердой фазы проте­кает интенсивнее, чем жидкий, т. е. теплоемкость первой меньше теплоемкости второй).

Рис.2 Построение схематической кривой охлаждения

по диаграмме состояния

Правильность построения кривой охлаждения проверяется определением вариантности по правилу фаз. Для рассмотренного выше заэвтектоидного сплава превращения, происходящие при охлаждении, можно записать так:

с понижением температуры до т. 1—охлаждение жидкой фазы

тт. 1—2 , две фазы, число степеней свободы С= 1, идет процесс кристаллизации с понижением температуры;

тт. 2 — 3 фазовых превращений нет, идет охлаждение аустенита, фаза одна, число степеней свободы С= 2;

тт. 3 — 4 две фазы, число степеней свободы С= 1;

т. 4 три фазы, число степеней свободы С=0.

Кристаллизация перлита происходит при постоянной температуре, это эвтектоидное превращение.

Структура сплава при температурах ниже точки 4 будет состоять из цементита вторичного и перлита.