Mavzu: qotishmalar va ularning turlari

Mavzu: “Evtetik” holat chizig’i
Reja:

1. 
   Evtetika bu-…
   
2. 
   Fazalarning miqdoriy nisbati
   
3. 
   Qattiq holatda komponentlar
   

Hozirgi vaqtda mahalliy qattiq qotishma sanoatida qattiq qotishmalarning ishlash xususiyatlarini yaxs hilash va qo'llash doirasini kengaytirish imkoniyatlari bilan bog'liq chuqur tadqiqotlar olib borilmoqda. Avvalo, bu tadqiqotlar RTP (pressga tayyor) aralashmalarining kimyoviy va granulometrik tarkibiga taalluqlidir. So'nggi muvaffaqiyatli misollardan biri agressiv kislotali muhitda ishqalanish birliklari uchun maxsus ishlab chiqilgan TSN guruhining qotishmalari (TU 1966-001-00196121-2006). Bu guruh Butunrossiya qattiq qotishmalar ilmiy tadqiqot instituti tomonidan ishlab chiqilgan VN nikel bilan bog'langan qotishmalar zanjirining mantiqiy davomidir. Qattiq qotishmada karbid fazasining don hajmining pasayishi bilan qattiqlik va mustahkamlik kabi xususiyatlar sifat jihatidan ortib borishi tajribada kuzatildi. Plazmani qisqartirish va zarrachalar hajmini nazorat qilish texnologiyalari hozirgi vaqtda don o'lchamlari (WC) 1 mikrondan kam bo'lishi mumkin bo'lgan qattiq qotishmalarni ishlab chiqarish imkonini beradi. TSN guruhining qotishmalari hozirgi vaqtda mahalliy kimyo va neft va gaz nasoslari agregatlarini ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi. 70-yillarning boshlarida AQSh, Germaniya, Avstriyada titanium karbid va po'lat bog'lanish asosida yaratilgan Ferro-TiC qotishmasi ishlab chiqarila boshlandi. Yuqori qattiqlik, aşınma qarshilik va issiqlikka chidamlilik bilan bu sinf yuqori tezlikli po'latlar va qattiq qotishmalar o'rtasida oraliq hisoblanadi. U kuchli aşınma sharoitida ishlaydigan asboblar va konstruktiv materiallarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Hozirgi vaqtda metallga ishlov berish uchun titan karbid va titan karbonitrid asosidagi bir qancha volframsiz qattiq qotishmalar yaratilgan bo'lib, ular ishlab chiqarishning turli sohalarida qo'llaniladi. TN20, TN50, KTN16, LCK20, TV4 markalarining qattiq volframsiz qotishmalari keng qo'llaniladi.
Bir qator tashkilotlarning ijobiy tajribasi bizga volframsiz qattiq qotishmalar kesish va shtamplash asboblarini, qiyin sharoitlarda ishlaydigan mashina qismlarini, asboblarni va armaturalarni ishlab chiqarish uchun keng qo'llanilishini topadi, degan xulosaga kelishimizga imkon beradi.
Evtektika - bu tarkibiy qismlarning (qo'rg'oshin va surma) nozik dispersli mexanik aralashmasi anjir. 5.2) fazalar bo'ladimi. U doimiy tarkibga ega va eng past erish nuqtasiga ega. Evtektik qattiqlashuv doimiy haroratda sodir bo'ladi.


1.2. Evtektik qotishmaning mikro tuzilishi, x250 (Pb - 87%, Sb - 13%)
C nuqtadan chap tomonda joylashgan qotishmalar gipoevtektik, o'ngda esa giperevtektik deb ataladi. Tarkibiga ko'ra evtektikdan farq qiluvchi qotishmalarning kristallanish jarayonida, avvalambor, suyuqlanish chizig'idan pastda, evtektik tarkibga nisbatan ortiqcha komponent kristallanadi. Gipoevtektik qotishmalarda qo'rg'oshin AC chizig'idan pastda kristallanadi (5.3-rasm).


1.3. Hipoetektik qotishmaning mikro tuzilishi, x250 (Pb - 94%, Sb - 9%).

Birlamchi qo'rg'oshin kristallari va evtektik
Gipereutektik qotishmalarda antimon CB chizig'idan pastda kristallanadi (5.4-rasm).


1.4. Gipereutektik qotishmaning mikro tuzilishi, x250 (Pb - 70%, Sb - 30%)
Birlamchi surma kristallari va evtektik
Ushbu nuqta orqali ikki fazali hududning istalgan nuqtasida faza tarkibini tahlil qilish uchun (masalan, N, 5.1-rasm) gorizontal segment diagrammaning chiziqlari bilan kesishmaguncha chapga va o'ngga chiziladi. Ushbu segment (av) konod deb ataladi.
Konoda bilan siz quyidagi savollarga javob berishingiz mumkin:
1. Bu nuqtada (N) qanday fazalar mavjud? N nuqtada konodning uchlarida muvozanatda bo'lgan fazalar mavjud ("a" nuqtasida suyuqlik va "c" nuqtasida sof Sb komponentining kristallari).
2. Tegishli fazalar qanday tarkibdan iborat? Ularning tarkibi konodning uchlaridagi nuqtalar bilan bir xil (N nuqtadagi suyuqlik “a” nuqtasi tarkibiga ega, qattiq faza Sb esa “b” nuqtasi tarkibiga ega).
3. Fazalarning miqdoriy nisbati qanday? Agar butun o'tkazgich 100% deb qabul qilinsa, u holda aN va Nb segmentlarining nisbati fazalar nisbatini beradi. Bu erda teskari proportsionallik qoidasi o'ynaydi. Suyuq fazaga (aN) qo'shni segment qattiq faza miqdorini, qattiq fazaga (Nv) qo'shni segment esa suyuqlik fazasining miqdorini ko'rsatadi.
Masalan, N nuqtadagi suyuqlik fazasining miqdori
,

va N nuqtadagi qattiq faza miqdori (Sb kristallari)
.
DCE chizig'idagi barcha qotishmalarda evtektika kristallanganligi va xona haroratiga sovigandan so'ng qotishmalarda strukturaviy o'zgarishlar sodir bo'lmaganligi sababli, gipoevtektik qotishmalarning tuzilishi qo'rg'oshin va evtektikaning yirik kristallaridan iborat bo'ladi, giperevtektik qotishmalar katta kristallardan iborat bo'ladi. surma va evtektik va evtektik qotishma - faqat evtektikadan.
Qattiq holatda komponentlarning bir-birida cheksiz eruvchanligi bilan qotishmalarning holat diagrammasi.
Qattiq holatda cheksiz qattiq almashtirish eritmalari bir xil turdagi kristall panjaraga ega bo'lgan, panjara parametrlari bo'yicha kichik farqga ega va fizik xossalari o'xshash bo'lgan komponentlarni hosil qiladi. Bunday qotishmalarga tizimlar kiradi: mis-nikel, mis-oltin, mis-platina, oltin-kumush, temir-nikel, temir-vanadiy va boshqalar.
Cheksiz qattiq eritmalarning holat diagrammasini qurish, sovutish egri chiziqlaridan evtektik tipdagi holat diagrammalarini qurish bilan bir xil tarzda amalga oshiriladi (1.5-rasm).





1.5. Sovutish egri chiziqlaridan nikel-mis holat diagrammasini qurish




Sovutishning 1 va 5 egri chiziqlari nikel va misning erish haroratiga teng doimiy haroratda kristallanishini tavsiflaydi. Boshqa barcha qotishmalarning kristallanishi (egri 2, 3, 4) o'zgaruvchan haroratda davom etadi va barcha qotishmalar uchun sovutish egri chizig'ining tabiati bir xil bo'ladi.
Kritik nuqtalarni sovutish egri chizig'idan mos keladigan qotishma tarkibi bilan ordinatlarga o'tkazib, bir xil nomdagi nuqtalarni chiziqlar bilan bog'lab, biz yuqori, bir oz konveks chiziqni - kristallanishning boshlanishi chizig'ini (suyuqlik) va pastki qismini olamiz, biroz konkav chiziq - kristallanishning oxiri chizig'i (solidus) dan iborat. - qattiq eritma.)eritmalar, solidus chizig’idan pastda esa barcha qotishmalar bir fazali bo’lib, ) eritmalar, suyuq va qattiq (Bu diagrammada suyuqlanish chizig’idan yuqorida barcha qotishmalar komponentlarning suyuq eritmasi, suyuq va qattiq (
Ushbu tizim qotishmalarining kristallanishi suyuqlik chizig'idan pastda boshlanadi va suyuq eritmadan qattiq eritma kristallarini ajratishdan iborat. Haroratning pasayishi bilan suyuqlik fazasining tarkibi suyuqlik chizig'i bo'ylab, qattiq fazaning tarkibi - solidus chizig'i bo'ylab o'zgaradi. Kristallanish jarayonining oxirida, etarli diffuziya tezligida, qattiq eritmaning konsentratsiyasi qotishmaning dastlabki konsentratsiyasiga teng bo'lishi kerak.
Oldingi holatda bo'lgani kabi, likvidus va solidus chiziqlari orasidagi ikki fazali mintaqada har qanday nuqta uchun fazalar tarkibini, fazalarning kontsentratsiyasini va ularning miqdoriy nisbatini aniqlash mumkin. Masalan, M nuqtani olaylik, u orqali “c” nuqtada likvidus chizig’ini, “a” nuqtada esa solidus chizig’ini kesib o’tuvchi konod o’tkazamiz. " bilan, qattiq fazaning tarkibi esa "a" nuqtaning koordinatasi bilan aniqlanadi, ya'ni.M nuqtadagi suyuq fazaning tarkibi "c" nuqtaning abssissasi, ya'ni "c "."a
Qattiq faza miqdori
,
suyuqlik fazasining miqdori
.
Qattiq holatdagi barcha qotishmalar bir fazali qattiq eritma bo'lganligi sababli, barcha qotishmalarning mikro tuzilishi bir xil turdagi bo'ladi. Mikrosektsiyalar faqat don chegaralarini ochib beradi. Bundan tashqari, qotishmadagi mis qanchalik ko'p bo'lsa, uning tuzilishi yanada pushti rangga ega bo'lib, mis rangiga asta-sekin yaqinlashadi.
Qattiq holatda komponentlarning bir-birida eruvchanligi cheklangan qotishmalarning holat diagrammasi
Cheklangan qattiq eritmalarning holat diagrammasiga muvofiq qotib qoladigan qotishmalar suyuq holatda komponentlar bir-birida cheksiz eriydi, qattiq holatda esa cheklangan qattiq eritmalar va evtektikalar hosil qilishi bilan tavsiflanadi. Tizimning qotishmalarida bunday diagramma mavjud: alyuminiy-mis, alyuminiy-kremniy, kumush-mis, qo'rg'oshin-qalay va boshqalar.
Bunday turdagi tizimlarda sof komponentlar bo'lgan fazalar hosil bo'lmaydi. qattiq eritmalarini ajratish mumkin.vaSuyuq fazadan faqat
-qattiq eritma - B komponentining A komponentidagi eritmasi, ya'ni. A (B).
-qattiq eritma - A komponentining B komponentdagi eritmasi, ya'ni. B (A).
QEA.-qattiq eritmaning mavjudligi maydoni mavjud. Bu maydon ABinobarin, vertikal A yaqinida A komponentiga asoslangan Q segmenti bilan aniqlanadi.B komponentining xona haroratida A komponentida maksimal eruvchanligi A B ning haroratga bog'liq bo'lgan A dagi chegaralangan eruvchanligi QEA egri chizig'i bilan tavsiflanadi.
-qattiq eritmasi hududi mavjud.FB) A komponentining FVertikal B yaqinida B komponentdagi (B segmenti bilan aniqlanadi, keyin u FV chiziq bo'ylab o'zgaradi.VA komponentining B komponentida xona haroratida va F nuqtagacha bo'lgan haroratda eruvchanligi F
ACB chizig'i likvidus chizig'i, AECFB - solidus chizig'i.