Задача 1 Т, К Ж Ж+ А С(В), % В Металлы А и В образуют систему эвтектического типа. Для некоторых условий охлаждения сплавов на основе компонента А построена линия неравновесного солидуса, показанная пунктиром на диаграмме состояния. Перечертите рисунок. Проведите конфигуративную линию сплавов Х, Y и Z и линии неравновесного солидуса этих сплавов, если известно, что в равновесном состоянии сплавы Х и Y является однофазными, а после неравновесной кристаллизации в X эвтектика не обнаружена, в Y обнаружена вырожденная неравновесная эвтектика, объемная доля которой составляет 5 %. В сплаве Z соотношение неравновесной к равновесной составляет 1: 9. Схематически изобразите микроструктуру сплавов после неравновесной кристаллизации. Выберите температуру гомогенизации этих сплавов. Оцените длительность растворения -фазы в сплаве Y. Примите средний размер прослойки -фазы L=10 мкм, D(В/ )=10 -14 м 2/с. Укажите на Вашем рисунке необходимые для расчета значения концентрации компонента В.
Задача 2 Образцы однофазного сплава технической чистоты с размером зерен D 0 деформировали на различную степень при Т<0. 2 Тпл, а затем отжигали при двух температурах: Тотж. 1=0. 3 Тпл, Тотж. 2=0. 6 Тпл, в течение времени , достаточного для протекания разупрочняющих процессов, при соответствующих температурах отжига. Схематически изобразите структуру сплава, после деформации на 1 0. 5%, 2=5% и 3=30% , и двух указанных температур отжига если известно, что кр в сплаве составляет 4, 5%. Дайте пояснения к принятым Вами условным обозначениям. Укажите заданные значения на зависимости –. В соответствие с изображенной Вами схемой микроструктуры, укажите значения на зависимости «Средний размер зерна – степень предварительной деформации» (D– ), полученной после отжига при Тотж. 2=0. 6 Тпл.
Т, К Задача 3 Ж Ж+ Т 1 Т 2 А X Y Z С(В), % В На рисунке приведена равновесная диаграмма состояния компонентов А и В и проведены конфигуративные линии сплавов X, Y и N. Сплавы «мгновенно» охладили с температуры Т 1 до температуры Т 2. Перечертите рисунок. Изобразите (в проекционной связи с диаграммой состояния) кривые объемной энергии Гиббса и фаз при Т 2. 1) Обозначьте малыми латинскими буквами k, m и n энергию Гиббса равновесной смеси фаз в сплавах соответственно, при Т 2. Каковы фазовый состав сплавов и химический состав присутствующих фаз сразу после переноса образцов во вторую печь (условно примите, что фазовое превращение еще не началось)? 2) Проведите векторы, указывающие движущую силу фазового превращения в сплавах на момент начала превращения. Векторы обозначьте gi. 3) На поле диаграммы состояния укажите отрезки, указывающие степень переохлаждения и пересыщения для каждого сплава. Обозначьте их, соответственно, Тi и Сi. 4) В каком из сплавов размер критического зародыша будет меньше? Обоснуйте свой ответ используя зависимость размера критического зародыша при фазовом превращении в твердом состоянии от термодинамических параметров системы. Примите, что упругие характеристики системы и величина удельной межфазной поверхностной энергии не зависят от химического состава фаз.
Задача 4 Пользуясь диаграммой Fe-Fe 3 C, схематически изобразите диаграммы изотермического образования аустенита в в сталях, с содержанием углерода 0. 35%, 0. 8% и 1. 5%, если при максимальной температуре изотермической выдержки стали находились в однофазной аустенитной области. Схематически изобразите фрагмент диаграммы состояния и укажите критические температуры для выбранных сталей. Укажите эти же температуры на диаграммах изотермического образования аустенита. Укажите, какие фазы присутствуют в этих сталях при различных температурах и продолжительности изотермической выдержки. Предложите способ обработки, который бы позволил ускорить процесс аустенизации.
Т, К Задача 1 Ж Ж+ Ж+ А X Y Z С(В), % В Металлы А и В образуют систему эвтектического типа. Для некоторых условий охлаждения сплавов на основе компонента А построена линия неравновесного солидуса, показанная пунктиром на диаграмме состояния. Перечертите рисунок. Проведите линии неравновесного солидуса сплавов X, Y, Z. Изобразите схематически микроструктуру этих сплавов после неравновесной кристаллизации. Выберите температуру гомогенизации сплавов X, Y и Z. Оцените длительность растворения -фазы в сплаве Y. Примите средний размер прослойки -фазы L=20 мкм, D(В/ )=10 -14 м 2/с. Укажите на Вашем рисунке необходимые для расчета значения концентрации компонента В Определите количество неравновесной эвтектики в этих сплавах, если она присутствует. Укажите на Вашем рисунке необходимые для расчета значения концентрации компонента В.
Задача 2 Образцы однофазного сплава технической чистоты с размером зерен D 0 продеформировали на одинаковую степень при Т<0. 2 Тпл. Затем эти образцы отжигали при температуре Тотж. 1 =0. 7 Тпл. , фиксируя структурное состояние после различных периодов выдержки. В результате эксперимента было установлено, что первичная рекристаллизация в сплаве завершается при отжиге в течение времени 1, а увеличение длительности отжига приводит к развитию собирательной рекристаллизации, а при 3 и вторичной рекристаллизации. Схематически изобразите кинетическую кривую первичной рекристаллизации и укажите значение 1. Примите, что средний размер зерен, сформировавшихся к моменту окончания первичной рекристаллизации, равен d, и изобразите кинетическую кривую собирательной и вторичной рекристаллизации. Схематически изобразите структуру образцов, и распределения по размерам зерен после рекристаллизационного отжига при указанной температуре в течение времени 1 , 2 и 3, если 1 2 3 Дайте пояснения к принятым Вами условным обозначениям.
Задача 3 Т, К Ж Ж+ Т 1 Т 2 А M С(В), % В На рисунке приведена равновесная диаграмма состояния компонентов А и В и проведена конфигуративная линия сплава M. Сплав M «мгновенно» охладили с температуры Т 1 до температуры Т 2. Известно, что выделению стабильной -фазы в сплаве M при температуре Т 2 предшествует выделение промежуточных ” и ’ -фаз. Фаза ” отличается от стабильной -фазы и структурой, и составом. Фаза ’ отличается от стабильной -фазы структурой. Перечертите рисунок. 1) Изобразите (в проекционной связи с диаграммой состояния) кривые объемной энергии Гиббса , , ’ и ” фаз при Т 2. 2) Каков состав -фазы, находящейся в условном равновесии с метастабильной фазой ’и ”? Каков при этом химический состав ’- фазы? Укажите соответствующие точки на оси концентраций зависимости «Gоб. – С(В)» . В стабильном или метастабильном состоянии находится -фаза, находящаяся в условном равновесии с ’ и ”фазами? 3) Обозначьте малыми латинскими буквами m, m’ и m” и укажите на Вашем рисунке минимальную величину объемной энергии Гиббса смеси фаз ( ), ( ’) и ( ”), соответственно, в сплаве M при Т 2. 4) Какие фазовые превращения будут протекать в сплаве М с увеличением продолжительности выдержки при Т 2?
Задача 4 Пользуясь диаграммой Fe-Fe 3 C, схематически изобразите диаграммы изотермического распада аустенита (Сдиаграммы) в сталях состава 0. 6%, 0, 8% и 1% углерода. Схематически изобразите фрагмент диаграммы состояния и укажите критические температуры для выбранных сталей. Укажите эти же температуры на диаграммах изотермического распада аустенита. Укажите, какие фазы присутствуют в этих сталях при различных температурах и продолжительности изотермической выдержки. На изображенной Вами С-диаграммах укажите режим охлаждения, в результате которого в этой стали сформируется структура квазиэвтектоида.