Правило Курнакова

Диаграмма сплава c устойчивым химическим соединением

(не разлагающимся при плавлении)

Диаграмма представлена на рис. 5.10.

Компоненты сплава - А и В.

Фазы:

- L - жидкий сплав компонентов А и В ихимического соединения А_nВ_m;

- компонент А;

- химическое соединение А_nВ_m;

или

- L - жидкий сплав компонентов А и В ихимического соединения А_nВ_m;

- компонент B;

- химическое соединение А_nВ_m;

Характерные точки:

- точки А и В – температуры плавления компонентов А и В, соответственно;

- точка С - температура плавления химического соединения А_n В_m;

- точка E ₁ - точка кристаллизации эвтектики (А + А_nВ_m);

- точка E ₂ - точка кристаллизации эвтектики (В + А_nВ_m);

Э₂ – (В + А_nВ_m)_э

Э₁ – (А + А_nВ_m)_э

В + Э₂

А_nВ_m+ Э₂

А_nВ_m+ Э₁

А + Э₁

А_nВ_m

А_nВ_m + L

А_nВ_m + L

А + L

В + L

Рис. 53.10. Диаграмма сплава с устойчивым химическим соединением

Характерные линии:

- АE ₁ СE ₂ В – линия ликвидус;

- DE ₁ NKE ₂ M - линия cолидус;

- DE ₁ M - линия эвтектического превращения L→ (А + А_nВ_m);

- KE ₂ M - линия эвтектического превращения L→ (В + А_nВ_m);

Фазовый состав областей:

- выше линии солидус сплав двухфазный – L + А, В или А_nВ_m;

- ниже линии солидус сплав двухфазный: в области
D'DNN' - А + А_nВ_m, в области N'KММ' – В + А_nВ_m.

Правило Курнакова устанавливает связь между видом диаграммы состояния и характером изменения свойств сплава в зависимости от его состава (рис. 53.11).

Для сплавов, имеющих диаграмму I-го рода (рис. 53.11), свойства в зависимости от состава изменяются линейно (аддитивно). Например, предел прочности двухкомпонентного сплава σ_в может быть вычислен по выражению:

σ_в = a _A σ_A + b _B σ_B,

где a _A и b _B - доли компонентов А и В в сплаве,σ_A и σ_B – пределы прочности компонентов А и В, соответственно.

Свойства сплавов находятся между значениями свойств компонентов.

В, %

В, %

В, %

В, %

δ, ψ

δ, ψ

δ, ψ

δ, ψ

σ_в, НВ,

σ_в, НВ,

σ_в, НВ,

σ_в, НВ,

σ_в, НВ, δ, ψ

Рис. 53.11. Закономерности Курнакова

Для сплавов, имеющих диаграмму II-го рода, свойства в зависимости от состава изменяются c экстремумом. Свойства сплавов могут быть выше или ниже свойств компонентов.

Для сплавов III-го рода на участках растворимости компонентов наблюдается нелинейная зависимость свойств от состава, на участке механических смесей зависимость имеет линейный характер.

Для сплавов IV-го рода зависимость состав – свойства имеет резкий перелом в особой (сингулярной) точке С. Свойства сплавов могут быть выше или ниже свойств компонентов.

Контрольные вопросы

1.Что такое сплав?

2. Дайте определение фазы сплава.

3. Как формулируется правило фаз или закон Гиббса?

4. Какие типы сплавов Вы знаете?

5. Что такое диаграмма состояния сплава?

6. Какую диаграмму равновесия имеют сплавы с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии?

7. Какую диаграмму равновесия имеют сплавы с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии?

8. Какую диаграмму равновесия имеют сплавы с компонентами, образующими механические смеси в твердом состоянии?

9. Какую диаграмму равновесия имеют сплавы с компонентами, образующими устойчивые химические соединения.

10. Как определяется состав и количество фаз в двухфазной области диаграммы равновесия?

11. Что показывают закономерности Курнакова?

[Тест]

Задание 1

Для кристаллического состояния вещества характерно…

* наличие дальнего порядка в расположении частиц

наличие только ближнего порядка в расположении частиц

ковкость

высокая электропроводность

Задание 2

Аморфныевещества…

* имеют только ближний порядок в расположении частиц

анизотропны

имеют дальний порядок в расположении частиц

имеют определенную температуру плавления

Задание 3

Для веществ с металлической кристаллической решеткой характерны:

* ковкость, пластичность

хрупкость, низкая теплопроводность

низкие электро- и теплопроводность

склонность к возгонке, хорошие диэлектрические свойства

Задание 4

Свойство, заключающееся в способности вещества существовать в различных кристаллических модификациях, называется…

* полиморфизмом

анизотропией

изомерией

изоморфизмом

Задание 5

Свойство, заключающееся в зависимости свойств от направления в кристалле, называется…

* анизотропией

полиморфизмом

изомерией

аллотропией

Задание 6

Характеристика решетки, определяющая число атомов, находящихся на наименьшем равном расстоянии от данного атома, называется…

* координационным числом

базисом

коэффициентом компактности

параметром решетки

Задание 7

Точечными дефектами кристаллической решетки являются…

* вакансии

дислокации

границы зерен

поры

Задание 8

Линейными дефектами кристаллической решетки являются…

* дислокации

вакансии

границы зерен

трещины

Задание 9

Кристаллическая решетка, представленная на рисунке, называется...

* гранецентрированной кубической

объемно-центрированной кубической

гексагональной плотноупакованной

примитивной кубической

Задание 10

Кристаллическая решетка, представленная на рисунке, называется...

* объемно-центрированной кубической

гранецентрированной кубической

тетрагональной

гексагональной плотноупакованной

Задание 11

Поверхностными дефектами кристаллической решетки являются…

* границы зерен

раковины

краевые дислокации

винтовые дислокации

Задание 12

На рисунке показана схема измерения твёрдости по методу…

* Бринелля

Роквелла

Виккерса

Шора

Задание 13

Способность материала сопротивляться действию внешних сил, не разрушаясь, называется…

* прочностью

пластичностью

твердостью

вязкостью

Задание 14

На рисунке показана схема измерения твёрдости по методу…

* Виккерса

Роквелла

Бринелля

Шора

Задание 15

Индентором при измерении твёрдости по методу Роквелла (шкала С) служит…

* алмазный конус

алмазная пирамида

стальной шар

стальной конус

Задание 16

Способность материала сопротивляться внедрению другого более твердого тела называется…

* твердостью

пластичностью

прочностью

вязкостью

Задание 17

Наклеп представляет собой…

* упрочнение металла при пластическом деформировании

изменение размеров и формы тела под действием внешних сил

образование новых равноосных зерен из деформированных кристаллов.

процесс формирования субзерен при нагреве деформированного металла

Задание 18

Рекристаллизация представляет собой…

* образование новых равноосных зерен из деформированных кристаллов

образование текстуры деформации

упрочнение металла при пластическом деформировании

процесс формирования субзерен при нагреве деформированного металла

Задание 19

При пластической деформации металла плотность дислокаций…

* увеличивается

уменьшается

не изменяется

сначала уменьшается, потом увеличивается

Задание 20

Горячая деформация – это деформация, которую проводят …

* при температуре выше температуры рекристаллизации

при температуре выше комнатной температуры

при температуре выше температуры перлитного превращения

выше температуры начала мартенситного превращения

Задание 21

Характер изменения прочности металла при наклепе и рекристаллизации:

*при наклепе прочность увеличивается, при рекристаллизации – уменьшается;

при наклепе и при рекристаллизации прочность увеличивается;

при наклепе и при рекристаллизации прочность уменьшается;

при наклепе прочность уменьшается, при рекристаллизации – увеличивается;

Задание 22

Процесс разрушения материала под действием циклических нагрузок, называются...

* усталостью

выносливостью

прочностью

вязкостью

Задание 23

Фазовый состав сплава, содержащего 40%Sn и 60% Zn, при температуре 300⁰С:

*жидкая фаза и кристаллы Zn

жидкая фаза и кристаллы Sn

механическая смесь кристаллов Zn и Sn

жидкая фаза

Задание 24

Состав сплава 13% Sb + 87% Pb является…

*эвтектическим

доэвтектическим

эвтектоидным

химическим соединением

Задание 25

Состав и количество фаз в двухфазных областях диаграмм равновесия определяют по правилу…

*отрезков

фаз

Курнакова

Гиббса

Задание 26

Металлы Cu и Ni в твердом состоянии образуют…

*твердый раствор замещения

химическое соединение

механическую смесь

эвтектику

Задание 27

Свинец и олово …

*ограниченно растворимы друг в друге в твердом состоянии

неограниченно растворимы друг в друге в твердом состоянии

практически не растворимы друг в друге в твердом состоянии

образуют химическое соединение

Задание 27

Эвтектика представляет собой…

*механическую смесь двух фаз, образующихся в результате одновременной кристаллизации компонентов или твердых растворов из жидкого раствора;

твердый раствор определенного состава;

химическое соединение определенного состава, кристаллическая решетка которого отличается от решеток исходных веществ;

смесь жидкой и твердой фаз;

Задание 29

Температурный интервал, в котором протекает кристаллизация сплава 60% Sb + 40% Pb, составляет…

*(540-245) ⁰С

(430-245) ⁰С

(631-245) ⁰С

(430-20) ⁰С

Задание 30

Диаграммы состояния двухкомпонентных систем строят в координатах…

*температура - состав

температура - время

время - состав

скорость охлаждения - состав

РАЗДЕЛ 42. «УГЛЕРОДИСТЫЕ СТАЛИ И ЧУГУНЫ.

ОСНОВЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ И ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫЕ СПЛАВЫ»

ЛЕКЦИЯ №46. «ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫЕ СПЛАВЫ»

4.1. ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ СПЛАВА ЖЕЛЕЗО – УГЛЕРОД

Диаграмма (рис. 64.1) позволяет определить равновесный фазовый состав железоуглеродистых сплавов (сталей и чугунов) в зависимости от содержания углерода и температуры.

Диаграммой руководствуются при назначении оптимальных режимов термической обработки деталей из углеродистых сталей, а также режимов изготовления заготовок и деталей методами ковки, штамповки, литья и сварки.

Дата добавления: 2017-01-13