Виды фазовых превращений

- первичные

Происходят при кристаллизации или плавлении сплава.

Связаны с изменением агрегатного состояния.

- вторичные

Происходят в твердом состоянии. Наблюдаются, если хотя бы один из компонентов обладает полиморфизмом (и железо, и углерод).

К вторичным превращениям относятся:

1. упорядочение твердых растворов;

Происходит, например, при нагреве из-за усиления диффузии. Растворенные атомы, располагавшиеся беспорядочно, выстраиваются в подобие решетки, которая вложена в решетку растворителя.

2. изменение растворимости в твердом состоянии (по линии ES в аустените и PQ в феррите);

3. распад твердых растворов;

Сущность процесса такова. Любое кристаллическое вещество при нагревании подвергается тепловому объемному расширению. Нетрудно представить, что твердые растворы в момент их образования, т. е. при высоких температурах, должны обладать за некоторыми исключениями расширенными кристаллическими решетками. Следовательно, могли иметь место более благоприятные, чем для низких температур, условия для замещения атомов, чем это возможно при низких температурах.

При постепенном охлаждении должно наступать сжимание решетки, изменение растворимости, а в ряде случаев и полиморфное превращение компонентов. Эти факторы обусловливают перегруппировку и обособление избыточных растворенных компонентов в виде самостоятельных фаз, располагающихся закономерно среди основной кристаллической среды, в зависимости от ее структуры. Происходит вторичная кристаллизация, т.е. на границах первичных кристаллов вследствие с изменением температуры выделяются вторичные кристаллы.

4.полиморфные или аллотропические превращения (процессы перекристаллизации);

Переход вещества из одной кристаллической формы-модификации - в другую. При этом изменяется тип решетки. Аллотропические формы обозначаются греческими буквами a, b, g и т.д., которые в виде индексов добавляют к символу, обозначающему элемент. Аллотропическая форма при самой низкой температуре, обозначается буквой a, следующая - b и т. д.

Явление полиморфизма основано на едином законе об устойчивости состояния с наименьшим запасом энергии. Запас свободной энергии зависит от температуры. Поэтому в одном интервале температур более устойчивой (а, следовательно, реально существующей) является одна модификация, а в другом – другая.

Аллотропическое превращение сопровождается изменением свойств, объема и появлением внутренних напряжений. Превращение одной модификации в другую протекает при постоянной температуре и сопровождается тепловым эффектом.

5. магнитные превращения

Ферромагнетизм – способность некоторых металлов сохранять намагниченность после удаления их из магнитного поля. Т.е. ферромагнетики обладают остаточным магнетизмом.

Это явление впервые обнаружено на железе и получило название ферромагнетизма. К ферромагнетикам относятся железо, кобальт, никель и некоторые другие металлы.

Ферромагнитные свойства металла полностью исчезают при нагреве до определенной температуры (точка Кюри). Ниже т. Кюри намагниченность уменьшается постепенно: вначале слабо, затем резко. Выше т. Кюри металлы становятся парамагнетиками.

Магнитные превращения не связаны с изменением кристаллической решетки или микроструктуры, они обусловлены изменениями в характере межэлектронного взаимодействия.

Ошибочно думать, что перечисленные превращения происходят независимо друг от друга. В действительности процессы протекают взаимосвязано. Например, распад твердого раствора происходит вследствие уменьшения растворимости (с выделением избыточного компонента в отдельную фазу) с одновременной перегруппировкой атомов (полиморфное превращение)

Фазовыепревращения имеют весьма важное практическое значение, так как обусловливают возможность применения к сплавам различного вида термической обработки.

Все материалы не печатать самой, а скидывать в электронном виде на 4 эт. Пусть сами печатают. Кто не готов – выгонять.

На ЛР:

Объяснить процессы, происходящие в выбранном сплаве (каждому свою вертик. линию) диаграммы состояния.

1) Для диаграмм в общем виде

ЛР диаграммы. Описать тип диаграммы – какого рода. кратко описать ее. Определить вариативность (правило Гиббса), определить состав фаз – схематично записать со стрелочками порядок превращений, зарисовать схематично структуры фаз - на каждом участке диаграммы

2) Для диаграмм железо-цементит

а) Обвести цветным карандашом линии 0 и 100 % концентрации заданной фазы. Объяснить и определить количественно фазовый (Ф + А) и химический (железо+цементит) состав заданного сплава при данной температуре (в точке то есть), используя правило отрезков.

На зачет

Например. С - 1,2%. Описать процессы:

При переходе через линию ES начинается постепенный (в интервале температур) распад аустенита (твердого раствора) с выделением углерода в виде цементита. Именно в виде цементита, а не в виде графита, так как для этого нужно очень медленное охлаждение. Цементит тянет на себя железо. В результате при переходе через PSK происходит скачкообразное (при постоянной температуре) изменение решетки. Количество перешло в качество. При этом твердый раствор распадается на отдельные кристаллы феррита (другого твердого раствора) и цементита дополнительного.

Фазовыепревращения и сопровождающие их процессы сплавов изучаются по диаграммам состояния.

Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 193; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!