Як побудувати криву охолодження з застосуванням правила фаз.

Металеві матеріали, які застосовуються в техніці, в більшості випадків є сплавами. Сукупність усіх сплавів матеріалу називають системою сплавів. Фазою же називається однорідна частина системи, яка має однаковий склад і агрегатний стан. Щоб побудувати криву охолодження матеріалу, досить знати число його компонентів і кількість фаз.
Вам знадобиться
  • - олівець;
  • - лінійка.
Інструкція
1
Припустимо, вам необхідно побудувати криву охолодження для залізовуглецевого сплаву. Для початку визначте, які фази існують в системі. Так, в сплавах заліза і вуглецю фази являють собою аустенит, ферит, цементит і графіт.
2
Опишіть кожну з цих фаз. Ферит - це структурна складова? -залізо, Яке розчиняє вуглець. Аустеніт - твердий розчин, який вийшов способом впровадження в? -залізо Вуглецю. При зниженні температури з аустеніту виділяється цементит. Графіт - це вуглець, який виділяється у вільному стані в залізовуглецевих сплавах.
3
Для побудови кривої охолодження скористайтеся правилом фаз Гіббса, яке формулюється так: в рівноважної системі, на яку впливають тільки температура і тиск, число ступенів свободи дорівнює різниці числа компонентів і числа фаз, збільшених на 2.
4
Правило фаз Гіббса виражається формулою: f = n - K + 2, де f - це число ступенів свободи; n - число компонентів; K - число фаз. Застосуйте правило фаз для залізовуглецевого сплаву, який має 2 компоненти: залізо і вуглець. Таким чином, точка 1: f = 2 - 2 + 1 = 1 - це ликвидус. Результат позначає, що система одноваріантного, тобто змінюючи температуру сплав залишиться в такому ж агрегатному стані.
5
Обчисліть точку 2 і 3: f = 2 - 3 + 1 = 0 - це солидус або Евтектичні перетворення. Результат позначає, що система безваріантно і будь-яка зміна призведе до зміни кількості фаз.
6
Зробивши обчислення, побудуйте криву охолодження . Накресліть діаграму залежності температури від часу і позначте на ній основні точки. Поєднавши точки між собою, ви отримаєте лінію ліквідусу і солідусу на графіку.
Зверніть увагу
Щоб врахувати всі фази діаграми, необхідно добре знати структурні складові того матеріалу, криву охолодження якого ви будуєте, і їх властивості в залежності від зміни температури.
Корисна порада
В деяких графіках використовується не час, а інші показники, наприклад, залежність між температурою і тепловим розширенням.