Кристаллизация двойных сплавов

Министерство высшего образования РФ

УГТУ-УПИ

Кафедра металловедения

Лабораторная работа №1

«Кристаллизация двойных сплавов»

Студент:

Преподаватель: Никонов Г.И.

г. Краснотурьинск

2002

Цель работы:

-  Научиться работать на металлографическом микроскопе;

-  Путем описания кристаллизации сплавов доказать формирование в них структурных составляющих.

Ход работы:

1.  использовать коллекцию микрошлифов и металлургические микроскопы МИМ-6 и МИИ-4, изучить и зарисовать структуры.

2.  использовать набор диапозитивов, зарисовать диаграммы, нанести линии фигуративных точек, необходимые коноды и по точкам описать кристаллизацию заданных сплавов.

3.  указать эвтектические реакции, выявить структурные составляющие.

Диаграмма Pb-Sb.

 

                           

                              

 

ACB – линия ликвидус

EF – линия солидус

1.  10% Sb  90% Pb – доэвтектический сплав:

Выше точки 1 сплав находится в жидком состоянии. До точки 1 сплав охлаждается в жидком состоянии.

От точки 1 до точки 2 из жидкого сплава выделяются кристаллы свинца. С понижением температуры они растут.

При температуре точки 2 жидкость получает состав точки С.

С точки 2 до точки 3 происходит простое охлаждение.

L_c®Pb+Sb

Точка С – эвтектическая точка.

 

2.  25% Sb  75% Pb – за эвтектический сплав.

Выше точки 4 сплав находится в жидком состоянии.

С точки 4 до точки 5 идет выделение кристаллов сурьмы. С понижением температуры они растут.

С точки 5 до точки 6 идет простое охлаждение.

 

Диаграмма Cd – Zn.

 

ACB – линия ликвидус

EСF – линия солидус

А – твердый раствор замещения Zn в Cd

B – твердый раствор замещения Cd в Zn

1.  10% Zn  90% Cd – доэвтектический сплав

Выше точки 1 сплав находится в жидком состоянии.

От точки 1 до точки 2 происходит выделение a-кристаллов.

При кристаллизации этого сплава по достижении горизонтальной линии ECF наступает нонвариантная реакция.

В равновесии находятся 3 фазы – жидкость L, a-кристаллы состава точки Е, b -кристаллы точки F.

По достижении температуры, соответствующей горизонтали ECF, наступает эвтектическая реакция – из жидкости выделяются кристаллы обоих твердых растворов.

L_c  ® a_E +b_F

От точки 2 до точки 3 идет простое охлаждение.

 

2.  60% Zn  40% Cd

Выше точки 4 сплав находится в жидком состоянии.

От точки 4 до точки 5 из жидкости L выделяются b -кристаллы.

Ниже точки 5 происходит простое охлаждение.

 

Диаграмма Zn – Sb.

 

Диаграмма с эвтектическим и перетектическим превращениями и химическими соединениями.

Фаза b - твердый раствор замещения Zn в Sb.

Выше точек 1 и 4 сплав находится в жидком состоянии.

20% Sb  80% Zn – доэвтектический сплав по отношению к эвтектикам точек М и N.

От точки 1 до точки 2 идет выделение кристаллов Zn.

L_N ® Zn + Zn₃Sb₂

 

Zn₃Sb₂  - устойчивое химическое соединение. Оно может быть нагрето без разложения до своей температуры плавления (т. Е). Плавится при постоянной температуре.

От точки 2 до точки 3 идет простое охлаждение.

78% Sb  22% Zn – доэвтектический сплав.

От точки 4 до точки 5 из жидкости выделяются кристаллы цинка.

L_I ® ZnSb + b

 

ZnSb – неустойчивое соединение.

От точки 5 до точки 6 идет простое охлаждение.

Zn₃Sb₂ + L ® ZnSb  - перетектическая реакция.

Выводы:

В ходе работы мы научились работать на металлографическим микроскопе.

В данной лабораторной работе путем кристаллизации сплавов доказали формирование в них структурных составляющих. Для этого использовали коллекцию микрошлифов и металлографические микроскопы. Изученные в лабораторной работе сплавы применяются в качестве подшипников скольжения – баббитов, свинцового припоя, полиграфических материалов, поглотителей нейтронов (Cd), используются в аккумуляторах.