Характеристика диаграммы 4-ого типа. Правило фаз и отрезков

Разновидности отжига и примеры применения его на транспорте.

отжиг I рода в зависимости от исходного состояния стали и температуры его выполнения может включать процессы гомогенизации, рекристаллизации, снижения твердости и снятия остаточных напряжений. отжиг I рода про­водят при температурах выше или ниже температур фазовых превращений (критических точек Ас1 и Ас3)

Гомогенизации подвергают слитки легированной стали с целью уменьше­ния дендритной или внутрикристаллитной ликвации, которая повышает склонность стали к хруп­кому излому и возникновению де­фектов.

Дендритная ликвация понижает пластичность и вязкость ле­гированной стали.

Под рекристаллизационным отжигом понимают нагрев холоднодеформированной стали выше температуры начала рекристаллизации, выдержку при этой температуре с последующим охлаждением. Этот вид применяют для снятия наклепа между операциями холодного деформирования.

Отжиг для снятия остаточных напряжений применяют для отливок, сварных изделий, деталей после обра­ботки резанием, из-за неравномерного охлаждения.

Отжиг II рода заключается в нагреве стали до температур выше точек Act или Ас3, выдержке и, последую­щем медленном охлаждении. Понижая прочность и твердость, отжиг облегчает обработку, резание средне- и высокоугле­родистой стали. Отжиг способ­ствует повышению пластичности и вязкости по сравнению со свойствами, полученными после литья, ковки и прокатки. Различают следующие виды отжига: полный, изотермиче­ский и неполный.

Полный отжиг заключается в нагреве доэвтектоидной стали на 30—50 °С выше температу­ры, соответствующей точке Acs.

Изотермический отжиг состоит обычно в на­греве легированной стали, и в сравни­тельно быстром охлаждении до температуры, лежащей ниже точки A1 (обычно 660—680 °С). Выдержка 3—6 ч, необходимую для полного распада аустенита, после чего следует охлаждение на воздухе. Преимущество — в сокращении длительности процесса.

Неполный отжиг отличается от полного тем, что сталь нагре­вают до более низкой температуры (немного выше точки А1).

По этой диаграмме кристаллизуются сплавы, компоненты к-рых имеют след. св-ва: 1) в жидком состоянии обладают неограниченной взаимной растворимостью; 2) образуют одно устойчивое хим. соединение, к-рое не диссоциирует при нагреве до расплавления; 3) чистые компоненты и образующееся хим-кое, затвердевая, не дают твердых растворов.

Первое положение правила отрезков: чтобы определить концентрации компонентов в фазах, через данную точку, хар-щую состояние сплава, проводят горизонтальную линию до пересечения с линиями, ограничивающими данную область; проекции точек пересечения на ось концентраций показывают составы фаз.

Второе положение правила отрезков: для того, чтобы определить количественное соотношение фаз через заданную точку проводят горизонтальную линию. Отрезки этой линии между заданной точкой и точками, определяющими составы фаз, обратно пропорциональны количествам этих фаз.

Правило фаз — соотношение, связывающее число веществ (компонентов), фаз и степеней свободы в гетерогенной системе.

Правило фаз записывается следующим образом:

где j — число фаз (например, агрегатных состояний вещества);

v — число степеней свободы, то есть независимых параметров (температура, давление, концентрация компонентов), которые полностью определяют состояние системы при равновесии и которые можно менять без изменения числа и природы фаз;

k — число компонентов системы — число входящих в систему индивидуальных веществ за вычетом числа химических уравнений, связывающих эти вещества. Иначе говоря, это минимальное количество веществ, из которых можно приготовить каждую фазу системы.

n — число переменных, характеризующих влияние внешних условий на равновесие системы.

При переменных давлении и температуре правило фаз сводится к выражению:

В случае однокомпонентной системы оно упрощается до:

,

Отсюда видно, например, что в однокомпонентной системе три фазы (j=3) могут сосуществовать при числе степеней свободы v, равном нулю, то есть при фиксированных давлении и температуре, что соответствует тройной точке на фазовой диаграмме. Две фазы (j=2) сосуществуют при произвольном измененнии либо давления, либо температуры, когда вторая из этих переменных не является независимой (v=1), то есть двухфазному равновесию на фазовой диаграмме соответствует линия. Если фаза одна (j=1), число степеней свободы системы равно двум, то есть температура и давление могут менятся независимо в пределах некоторой области на фазовой диаграмме — пока система не окажется на одной из линий двухфазного равновесия.

Иногда правило фаз записывают следующим образом:

то есть при равновесии число фаз в системе меньше либо равно числу компонентов плюс 2.

Дата добавления: 2015-04-24