Расчеты по диаграммам состояния

По диаграмме сплавов можно определить компонентный и фазовый состав.

Компонентный состав сплавов определяют проецированием на ось

состава.

Расчеты по диаграммам состояния - student2.ru  

Рис. 5. Диаграмма плавкости системы (А – В) с образованием эвтектики.

ПРИМЕР 7: Определите компонентный состав для сплавов S1 S2.

Для сплава S1 (см. рис. 5) компонентный состав – A70B30, т.к. %А + %В = 100%; для сплава S2 – А40В60; для сплава S3 – А20В80.

Фазовый состав любого сплава при любой температуре определяют с помощью метода коннод.

Суть его состоит в том, что через точку диаграммы, в которой определяется фазовый состав, проводят конноду вплоть до границ данной области. Концы конноды (они отмечаны на рис. 5 стрелками) упираются в границы ''своей'' фазовой области, указывая на соседние (смежные) фазы.

ПРИМЕР 8: На рис. 5 правый конец конноды ''а'' упирается в линию ликвидус в точке а1, указывая на то, что в сплаве S1 в интервале температур от ТL до ТS существует жидкая фаза (расплав). Левый конец этой конноды упирается в ординату чистого компонента А ниже температуры его плавления, т.е. там, где А существует в виде кристаллов (точка а2). Следовательно, в данном температурном интервале сплав S1 состоит из двух фаз: Ж + А крист.

Из диаграммы сплавов можно определить количество металла, который кристаллизуется в виде вкраплений в эвтектическую матрицу, используя правило противолежащих отрезков конноды:

Массы фаз, находящихся в равновесии в некоторой точке диаграммы состояния, пропорциональны длинам противолежащих плеч конноды, на которые делит конноду эта точка:

МS / Мме = а1а / аа2 (3),

где МS - масса расплава, Мме – масса металла.

На основании того же правила отрезков и закона сохранения материи масса всего сплава может быть выражена через длину всей конноды:

МS / а1а2 = Мме / аа2 = МЕ / а1а (4),

где ME=масса эвтектической матрицы.

Это равенство широко используется для различных количественных расчетов в сплавах.

ПРИМЕР 9: Какой металл и в каком количестве кристаллизуется в эвтектическую матрицу при охлаждении 1000 г расплава состава S: A50B50 (см. рис. 6).

Расчеты по диаграммам состояния - student2.ru

Рис. 6. Диаграмма плавкости системы с образованием эвтектики

Для решения данной задачи воспользуемся соотношением:

МS / а1а2 = Мме / а1а

Мме = МS а1а / а1а2 = 1000 30 / 80 = 375 (г).

ПРИМЕР 10: В каком количестве твердого сплава, содержащего 50% компонента В, кристаллизуется 200 г эвтектической матрицы состава Е: А80В20?

Используя правило противолежащих отрезков конноды, составим пропорцию:

МS / а1а2 = МЕ / аа2 МS = МЕ •∙а1а2 / аа2

МS = 200 80 / 50 = 320 г.


Наши рекомендации