В. По системе с неограниченной растворимостью (Cu-Ni)

1. Что такое твердый раствор?

2. Что такое неограниченная растворимость?

3. Каковы результаты химического, рентгеноструктурного и микроструктурного анализов при исследовании твердого раствора?

4. Какие компоненты дают неограниченную растворимость? (привести примеры).

5. Что представляет собой структура сплава Cu-Ni после затвердевания? Сколько в ней компонентов и фаз?

6. Можно ли отличить по микроструктуре сплавы с содержанием никеля 40 и 60%?

7. Найти температуру начала и конца кристаллизации сплава «К».

8. Указать интервал кристаллизации сплава.

9. Определить темп кристаллизации в сплаве заданного состава.

10. Найти состав первых твердых кристаллов.

11. Указать состав жидкой фазы перед началом кристаллизации.

12. Найти состав последних капель жидкости.

13. Найти состав последних кристаллов.

14. Найти состав и количество фаз в середине интервала кристаллизации.

15. В чем отличие кристаллического строения сплавов с различным содержанием никеля?

16. Указать по каким кривым меняется состав твердой и жидкой фазы в процессе кристаллизации.

17. Что такое равновесная и неравновесная кристаллизация?

18. Как достигаются равновесные условия?

19. Почему после завершения равновесной кристаллизации сплав во всех точках имеет определенный состав, хотя состав твердой фазы в процессе кристаллизации переменный?

20. В чем разница по смыслу точек, лежащих на линиях равновесного и неравновесного солидуса?

21. Построить линию неравновесного солидуса для сплава заданной концентрации.

22. В каком из сплавов (с большим или меньшим содержанием никеля) темп кристаллизации выше?

23. Определить состав и количество равновесных и неравновесных фаз в сплаве при определенной температуре.

24. Определить температуру начала появления жидкой фазы в равновесных и неравновесных условиях при нагреве.

25. Построить кривую охлаждения сплава в равновесных условиях с записью фазового перехода и подсчетом числа степеней свободы во всех областях ДС.

26. Что такое дендритная ликвация?

27. Каковы последствия неравновесной кристаллизации?

28. Как по виду ДС определить склонность сплава к ликвации?

29. В чем разница и сходство в составе первых кристаллов в системах I и II?

30. Как меняются физические и механические свойства сплавов Cu-Ni во всем интервале концентраций?

31. Каково назначение сплавов этой системы по технологическому признаку?

32. Можно ли исправить зональную и дендритную ликвацию, и с помощью какой обработки?

33. В чем проявляется дендритная ликвация? Сравнить по составу наружную корочку и внутреннюю зону слитка.

34. В чем проявляется дендритная ликвация?

35. В чем разница кривых охлаждения для сплавов 10 и 90% Ni?

36. Нарисовать структуру сплава после равновесной и неравновесной кристаллизации.

37. Есть ли разница в структуре в разных точках кривой охлаждения?

38. Указать состав сплавов для изготовления электропроводов и спирали реостата.

Лабораторная работа 4

Микроструктурный анализ двойных сплавов с ограниченной растворимостью в твердом состоянии.

1. Цель работы

Изучение фазовых превращений и микроструктуры двойных сплавов с ограниченной растворимостью в твердом состоянии, имеющих превращения:

1. эвтектическое;

2. перитектическое.

2. Краткие сведения из теории

2.1. Сплавы с ограниченной растворимостью и эвтектическим превращением

Характерный пример – система алюминий (Аl) – кремний (Si). Диаграмма состояния (ДС) сплавов представлена на рис. 1.

Рис.1. Диаграмма состояния и кривые охлаждения сплавов системы Аl-Si

2.1.1.Характеристика диаграммы состояния

В рассматриваемой системе Si ограниченно (до определенного предела) растворяется в Al с образованием α-твердого раствора Si в Al с переменной растворимостью и эвтектическим превращением. В свою очередь, Al в Si не растворим. Химические соединения не образуются.

2.1.2. Смысл линий

1) АСВ - линия ликвидус (температура начала кристаллизации, предельное насыщение жидкой фазы);

2) АРСЕ - линия солидус (температура конца кристаллизации, предельное насыщение α-твердого раствора);

3) РСЕ - часть линии солидус, линия эвтектического превращения ;

4) PQ - линия сольвус (линия предельной, переменной растворимости Si в α).

2.1.3. Области диаграммы состояния

Линии на ДС выделяют 5 областей одинакового фазового состава:

1. L-ненасыщенный жидкий раствор;

2. L+ α;

3. L+;

4. α (APQ)-ненасыщенный твердый раствор.

2.1.4. Характерные точки

Точка Р - максимальная предельная растворимость Si в Al, делит сплавы на две группы: деформируемые (от 0 до Р) и литейные (>Р). Точка Q - предельная растворимость Si в α при комнатной температуре. Точка С - эвтектическая точка, делит сплавы на 3 группы: доэвтектические (от Р до С), эвтектические (С) и заэвтектические (от С до Е). Сплавы до точки Р нельзя назвать доэвтектическими.