Конструкционные и электротехнические материалы. ТулГУ 2-й семестр 4-й вариант. Задание №7

Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагревания или охлаждения (в зависимости от задания) в указанном интервале темпе­ратур для сплава, содержащего данное в таблице 7 количество углерода. На кривой охлаждения или нагревания укажите количество степеней свободы на каждом участке кривой, подсчитав их в соответствии с правилом фаз. Для заданного сплава определите количественное соотношение фаз в соответствии с правилом отрезка при температуре, указанной в таблице 7.

Для выполнения данной задачи необходимо знать правило отрезков, позволяющее подсчитать количественное содержание фаз в данной точке, а также правило фаз, определяющее число степеней свободы.

Правило фаз выражается следующим уравнением (при постоянном давлении):

С = К + 1 - Ф, где К – число компонентов в системе, A – число фаз, С – число степеней свободы (или инвариантность системы).

Число степеней свободы – это число независимых переменных внутренних (состав фаз) и внешних (температура, давление) факторов, которые можно изменять без изменения числа фаз, находящихся в равновесии.

Правило отрезков позволяет определить количественное соотношение фаз. Для определение концентрации компонентов в двух фазах через данную точку в (рисунок), характеризующую состояние сплава, проводят горизонтальную линию (коноду) до пересечения с линиями, ограничивающими данную область; проекции точек пересечения (а и с) на горизонтальную ось диаграммы покажут составы фаз. Отрезки коноды между точкой в и точками а и с, определяющими составы фаз, обратно пропорциональны количествам этих фаз (рисунок)

Число степеней свободы в искомой точке в равно С = К - Ф + 1.

Так как число компонентов равно 2, количество фаз в данной точке 2 (аустенит и жидкость), то С = 2 - 2 + 1 = 1.

Построение кривой охлаждения сплава основано на изменениях фаз и структурных составляющих в ходе охлаждения. Если по мере охлаждения происходит пересечение линии превращения, то на кривой охлаждения необходимо изобразить горизонтальный участок, и написать какое превращение произошло при данной температуре.