АНАЛИЗ ДИАГРАММ СОСТОЯНИЯ ДВОЙНЫХ СПЛАВОВ . ВАРИАНТ 1

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

·       построение на основании данных термического анализа диаграммы состояния (диаграммы плавкости) системы с последующим проведением ее анализа и выполнением необходимых расчетов.

1. Подготовка к работе.

Рекомендуется ответить на следующие контрольные вопросы:

1.    Что такое фаза?

2.    Что такое фазовый переход?

3.    Какое состояние называется равновесным?

4.    Сформулируйте правило фаз Гиббса и поясните его физический смысл.

5.    Какой компонент называется независимым?

6.    Какие задачи решаются с помощью физико-химического анализа?

7.    Что представляет собой диаграмма состояния сплава?

8.    В каких координатах строится диаграмма состояния?

9.    Какую информацию дает диаграмма состояния?

10. Что такое: фигуративная точка, ликвидус, солидус, эвтектика?

11. Как изменяется состав жидкой части кристаллизующейся смеси?

12. Как определяется концентрация фаз?

13. Как определяется количественное соотношение фаз?

14. Сформулируйте правило рычага.

15. Что такое эвтектика?

16. Какие типы диаграмм состояния вы знаете?

3. Задание.

В качестве контрольной работы для студентов, осваивающих курс «Материаловедение», приводится многовариантная задача, демонстрирующая возможности физико-химического анализа. Контрольная работа составлена так, чтобы дать индивидуальное задание каждому студенту.

Анализ диаграмм состояния позволяет определить число фаз, границы их существования, характер взаимодействия компонентов, наличие вновь образующихся соединений и их состав.

Выполнять работу надо на листах А4. Графики выполнять на миллиметровой бумаге формата А4 и все построения должны быть на них отмечены. Задание 5 выполнять отдельно на миллиметровой бумаге. Ответы на все задания должны быть полностью расписаны и показаны все вычисления. Вариант выбирается по двум последним цифрам пароля.

Задание на контрольную работу:

На основании температур начала кристаллизации двухкомпонент­ной системы: 1) постройте диаграмму фазового состояния (диаграмму плавкости) системы А—В; 2) обозначьте точками: I—жидкий расплав, содержащий а % вещества А при температуре T1; II — расплав, со­держащий а % вещества А, находящийся в равновесии с кристаллами химического соединения; III — систему, состоящую из твердого ве­щества А, находящегося в равновесии с расплавом, содержащим b % вещества А; IV — равновесие фаз одинакового состава; V — равно­весие трех фаз; 3) определите состав устойчивого химического соеди­нения; 4) определите качественный и количественный составы эвтектик; 5) вычертите все типы кривых охлаждения, возможные для дан­ной системы, укажите, каким составам на диаграмме плавкости эти кривые соответствуют; 6) в каком фазовом состоянии находятся систе­мы, содержащие с, d, e % вещества А при температуре T1? Что про­изойдет с этими системами, если их охладить до температуры T2? 7) определите число фаз и число условных термодинамических сте­пеней свободы системы при эвтектической температуре и молярной до­ле компонента А 95 и 5 %; 8) при какой температуре начнет отверде­вать расплав, содержащий с % вещества А? При какой температуре он отвердеет полностью? Каков состав первых кристаллов? 9) при ка­кой температуре начнет плавиться система, содержащая d % вещества А? При какой температуре она расплавится полностью? Каков состав первых капель расплава?