Структура сплавов двойных систем

Министерство высшего образования РФ

УГТУ-УПИ

Кафедра металловедения

Лабораторная работа №1

«Структура сплавов двойных систем.»

Студенты: Березина М. А., Морозова Е. В., Чернецова С. Ю.

Преподаватель: Никонов Г.И.

г. Краснотурьинск

2005

Цель работы:

-  Путем описания кристаллизации сплавов доказать образование структуры составляющих в сплаве;

-  Научиться работать на оптическом микроскопе.

Ход работы:

1.  Зарисовать диаграммы Pb-Sb, Zn-Sb, нанести линии фигаративных точек пяти сплавов;

2.  Воспользоваться коллекцией минроглифов сплавов, просмотреть структуры под микроскопом, зарисовать;

3.  Просмотреть структуры на экране;

4.  Дать описание кристаллизации по точкам, записать реакции, указать изменение химического состава фаз;

5.  Области применения сплавов указать;

6.  Сделать вывод.

Результаты работы:

Диаграмма Pb-Sb.

 

Т↑                               L                                            B

 

  400º                                                     L+Sb

       A   Pb+L                 

  200º                С 11%

                                                         Pb+Sb               Д

       7

      Pb             3                  6         → % Sb           Sb

ACB – линия ликвидус (выше неё все находится в жидком состоянии)

АРСДВ – линия солидус (ниже неё все находится в твердом состоянии)

Сплав 1:10% Sb и 90% Pb – доэвтектический сплав:

Кристаллизация начинается в точке 1, с выделением кристаллов чистого Pb, состава точки 1´ и продолжается до точки 2, причем химический состав жидкой фазы изменяется по линии ликвидуса АС от точки С, а химический состав твердой фазы не изменяется.

При температуре точки 2 протекает реакция:

L_c®Pb_Р+Sb_Д

Pb_Р+Sb_Д-эвтектика- структура, которую можно увидеть в микроскоп.

Которая сопровождается задержкой падения температуры во времени между точками 2 и 2´. Ниже точки 2 проходит простое охлаждение до комнатной температуры точки 3. Структура сплава состоит из: кристаллов Pb и эвтектики.

 

Сплав 2: 25% Sb и 75% Pb – за эвтектический сплав.

Кристаллизация начинается в точке 4 с выделением кристаллов Sb с составом 4´. От точки 4 до точки 5 количество кристаллов Sb нарастает, что можно определить по правилу рычага. Кристаллизация продолжается до точки 5, при этом химический состав жидкости изменяется по линии ликвидус от точки 4 до точки С. При температуре точки 5 жидкость принимает состав точки С и протекает реакция

L_c®Pb_Р+Sb_Д, по завершению которой происходит простое охлаждение сплава до точки 6 (простое означает неизменность химического состава фаз точки 7-точки 8). Структура сплава состоит из: кристаллов Sb и эвтектики.

Диаграмма Zn – Sb.

                                   L

 

                L+Zn₂Sb₂

 

 Эвтектические линии

(1)  PCД L_c↔ Zn + Zn₃Sb₂

(2)  GNQ L_N↔ ZnSb +βQ

Эвтектический сплав

Сплав 1: 20% Sb  80% Zn, кристализация начинается в точке 1 с выделением кристаллов Zn₃Sb₂ cостава точки 1´ и продолжается до точки 2 причем химический состав жидкой фазы изиеняется по линии ликвидус от точки 1 до точки С, а химический состав твердой фазы не изменяется. при тампературе точки 2 протекает реакция (1), которая сопровождается задержкой падения температуры во времени между точками 2 и 2´.

Ниже точки 2 происходит охлаждение до комнатной температуры точки 3.

Структура сплава состоит из: кристаллов Zn₃Sb₂ и эвтектики (Zn + Zn₃Sb₂).

                                       

 

Сплав 2: 78%Sb и22% Zn – кристализачия начинается в точке 4 с выделением кристаллов ZnSb состава точки 4´ и продолжается до точки 5, причем химический состав жидкой фазы изменяется по линии ликвидус от точки 4 до точки N, а химический состав твердой фазы не изменяется. При температуре точки 5 протекает реакция (2), которая сопровождается задержкой падения температуры во времени мужду точками 5 и 5´.

Ниже точки 5 проходит охлаждение с изменением химического состава β по линии QM, следовательно появляются вторичные кристаллы β до точки G.

Структура сплава состоит из: кристаллов ZnSb, эвтектики (ZnSb +β) и вторичных кристаллов β₂

 

Сплав 3: 82%Sb и 18%Zn, кристаллизация начинается в точки 7 с выделением кристаллов β состава точки 7´ и продолжается до точки 8 причем химический состав жидкой фазы меняется по линии ликвидус от точки 7 до точки N, а химический состав твердой фазы изменяется от точки 7´ до точки Q. При температуре точки 8 протекает реакция (2), которая сопровождается задержкой падения температуры во времени между точками 8 и 8´.

Ниже точки 8 проходит охлаждение с изменением химического состава β по линии QM до точки 9.

Структура сплава состоит из: кристаллов β, эвтектики (ZnSb + β).

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.